Projets innovants réalisés

Mise en œuvre de bornes de recharge solaire photovoltaïques pour les véhicules électriques

Dans le cadre de ce projet, nous surveillerons le rendement technique d’une borne de recharge solaire photovoltaïque (PV) pour les véhicules électriques qui est actuellement en cours de mise en œuvre à l’Université York. L’objectif du projet est d’utiliser ces données sur le rendement pour analyser le potentiel de reproduction de cette solution d’énergie renouvelable dans d’autres endroits au Canada et dans d’autres pays.

Analyse et visualisation des données pour les médias sociaux

L’augmentation exponentielle des données textuelles des médias sociaux crée d’énormes défis pour lire et interpréter le texte.
Twitter est passé de 65 millions de tweets par jour à plus de 200 millions en 1 an. Facebook en a 800
millions d’utilisateurs (chacun avec ~ 130 amis). Plus de la moitié des utilisateurs visitent Facebook tous les jours. Parmi les internautes actifs, 77 %
lire des blogs. Ces formes de communication en croissance rapide font que la société a du mal à comprendre et à exploiter.
Les médias sociaux en ligne (Twitter, Facebook...) permettent aux lecteurs d’exprimer des pensées / opinions sur le contenu. Médias
ont ajouté des commentaires de blog d’opinion pour donner aux lecteurs l’occasion de partager des commentaires.
Les responsables de la rédaction et de l’entreprise voient la valeur de la communication avec l’auditoire et apprécient les aspects d’apprentissage tels que :
le ton émotionnel influence leurs offres, leurs contributeurs et leurs lecteurs. Découvrir l’émotion dans le texte peut positivement
avoir un impact sur les ventes, l’investissement et fournir une connaissance plus approfondie de l’influence des différents auteurs sur le public.
Nous développerons des méthodes et des outils qui discernent le sens du texte des médias sociaux. Nous identifierons l'
contenu émotionnel dans le texte et développer des outils pour mieux comprendre les émotions trouvées dans un texte de médias sociaux, et
développer de nouveaux outils pour les utilisateurs de médias afin de façonner le contenu émotionnel et de répondre aux autres.
L’application de ces méthodes et outils est illimitée. Les entreprises s’appuient sur le dialogue direct avec les consommateurs par le biais de
les médias sociaux pour susciter la loyauté et prédire et comprendre les comportements des consommateurs. Dans les médias, éditorial
les dirigeants sont désireux de mieux gérer les commentaires des lecteurs et d’apprendre des modèles sous-jacents qui suggèrent des
ton émotionnel. Dans les soins de santé, les textes de forme libre sont les données les plus précieuses (notes du médecin, antécédents des patients,
messages sur les soins de santé affichés par les patients sur les médias sociaux). Un tel texte contient des informations que les médecins peuvent utiliser dans
et pour que les organismes publics prennent des décisions en matière de soins de santé. Méthodes et outils qui discernent le sens par
l’extraction d’informations par morceaux et la visualisation de données complexes représentent une avancée importante dans notre
compréhension des rapports sexuels sur les médias sociaux. Une approche de conception axée sur les données pour visualiser le contenu s’agrègera
signifie plus apparemment et améliorer notre capacité à comprendre ce canal de communication émergent.

Robotique sur le terrain

Les travaux effectués ici porteront sur l’utilisation de rotors quadruples pour l’inspection des pipelines. À l’aide de simples rotors quadruples, les élèves construiront un logiciel pour que des robots volent le long de l’infrastructure du pipeline afin de construire un modèle visuel du pipeline. Le travail impliquera l’écriture de logiciels (en utilisant ROS - Robot Operating System et Python).

Les collaborations internationales universitaires comme vecteur de changement social et de diplomatie ouverte

Ce projet vise à relever deux défis ou possibilités émergents auxquels sont confrontées les universités dans le nouveau contexte de la géopolitique mondiale. Premièrement, les universités ont souvent été considérées comme des agents clés dans les processus de changement social et de développement. Le rôle explicite qui leur a été attribué est la production de capital humain et d’extrants de connaissances pour répondre aux besoins sociaux et économiques perçus. Cependant, à ce rôle peut être ajouté – en particulier pendant les périodes de réforme et de transformation – des rôles dans la construction de nouvelles institutions de la société civile, dans l’encouragement et la facilitation de nouvelles valeurs culturelles, et dans la formation et la socialisation des membres de nouvelles élites sociales. Jusqu’à présent, la recherche sur le rôle des universités dans les processus de transformation et de modernisation sociales a eu tendance à être circonscrite dans un contexte national spécifique : en se concentrant sur ce qu’elles devraient faire et ce qu’elles sont prévues pour faire dans le paysage des stratégies politiques nationales. Cependant, au-delà du contexte national, les universités ont été importantes en fournissant une voie pour l’entrée d’idées et d’expériences externes dans des sociétés autrement fermées, et un référentiel pour les sentiments nationaux qui pourraient sortir du stockage lorsque le temps et les circonstances le permettent. Il pourrait toujours y avoir des tensions entre ces éléments nationaux et internationaux qui pourraient entraîner des contradictions d’identité et de but au sein des universités individuelles ainsi que dans la société en général. La recherche sur les réseaux de connaissances montre que les universités, avec leurs membres très diversifiés, sont les plus efficaces pour générer l’innovation et l’apprentissage, et pour faciliter les rencontres productives entre les connaissances mondiales et locales. Pour l’essentiel, les universités possèdent les avantages comparatifs que les autres acteurs du développement n’ont pas nécessairement, avec (mais sans s’y limiter) des caractéristiques telles que les échanges interentités, la mobilité transfrontalière des connaissances et la recherche conjointe, qui sont à leur tour essentielles pour apaiser les tensions possibles entre les éléments nationaux et internationaux. On peut soutenir que le Projet de liaison entre l’Université Canada-Chine (CCULP, 1988-1995) et son Projet spécial de consolidation des liens entre les universités de phase II (SULCP, 1996-2001), qui s’inscrivaient dans une période de changements cruciaux dans la société chinoise, devraient avoir un impact sur la transition de la société et de l’économie chinoises, étant donné qu’ils visaient tous deux à maximiser les contacts humains et à multiplier les contacts au niveau de la réflexion. Sur la base de cette compréhension, ce projet tente de recueillir des preuves empiriques concernant les partenariats et les collaborations entre les universités du Canada et de la Chine, et de les examiner à travers le discours concernant les rôles sociaux des universités découlant de leur fonctionnement international. En fin de compte, nous souhaitons identifier de nouvelles synergies entre les universités au Canada et en Chine qui pourraient maintenant émerger, et solliciter des idées pour les orientations futures de la collaboration entre universités qui pourraient être bénéfiques pour le développement social des deux côtés, ainsi que pour les relations contemporaines entre le Canada et la Chine.

Réactions péricycliques organocatalysées : Combinant l’ancienne et la nouvelle chimie produisant un outil puissant (Nouveau)

L’objectif de ce projet de recherche est de développer de nouvelles méthodologies qui permettront la synthèse de blocs de construction fonctionnalisés et optiquement actifs grâce à des processus péricycliques organocatalysés sans précédent. Les principales transformations à étudier sont : les réarrangements sigmatropic, les réarrangements électrocycliques, les additions cheleotropic, et les réactions d’ene. Dans tous les cas, la méthodologie proposée permettra la formation de multiples stéréocentres contrôlés à partir de matériaux de départ simples et facilement accessibles.

Le premier exemple de cette méthodologie sera réalisé à l’aide de réarrangements [3,3]-sigmatropic. En commençant par un .,d-enone substitué, un réarrangement [3,3]-sigmatropique initié par un catalyseur d’amine chirale (tel qu’un catalyseur de type proline) générerait une nouvelle cétone, possédant deux nouveaux centres chiraux, par un intermédiaire d’énomination. Avec un atome d’oxygène correctement positionné, un nouveau carbonyle pourrait être formé. Un ajout intramoléculaire d’une énamine chirale sur ce carbonyle nouvellement formé produirait une cétone cyclisée a,ß-insaturée par une condensation intramoléculaire d’aldol. Dans ce dernier cas, l’enone cyclique, substitué et optiquement actif serait formé à partir d’un précurseur acyclique générant jusqu’à trois nouveaux stéréocentres.

L’extension de cette idée permettrait la formation de cyclopentenones substituées et optiquement actives. Pour ce faire, l’utilisation d’un céto-éther est envisagée. L’amine chirale pourrait catalyser un [3,3] - réarrangement sigmatropic du céto-éther. Cela générerait l’intermédiaire carbonyle. La condensation de l’énamine chirale sur le carbonyle nouvellement formé, suivie de la perte d’une molécule d’eau, produirait alors l’anneau 5-membre désiré.

Je voudrais également étudier l’électrocyclisation organocatalysée des diénons substitués. Une énamine produite à partir d’un catalyseur d’amine chirale et d’une dienone pourrait se réorganiser à un anneau à 6 membres à partir duquel une cétone pourrait être formée par a-alkylation de l’enamine intermédiaire. Cette méthodologie permettrait la formation d’anneaux optiquement actifs à 6 membres, avec jusqu’à trois nouveaux stéréocentres, à partir de précurseurs acycliques et achiraux en une seule étape.

Dans l’ensemble, cette méthodologie a un grand potentiel pour la synthèse d’anneaux optiquement actifs à 5 et 6 membres. La méthodologie organocatalytique proposée donnera accès à des blocs de construction très utiles en une seule étape à partir de matériaux de départ simples et achiraux. De plus, la formation de jusqu’à trois stéréocentres contigus et contrôlés sera possible.

Gestion éconergétique de la circulation aérienne (Nouveau)

L’industrie du transport aérien n’a cessé de croître au cours des dernières années, tandis que les capacités des aéroports ont stagné. Malgré l’impact négatif des attaques du 11 septembre et les turbulences financières mondiales persistantes, la demande de services aériens n’a cessé d’augmenter. Dans la plupart des grands marchés, y compris l’Europe, l’Amérique du Nord et une grande partie de l’Asie, depuis le début des années 90, la capacité totale de sièges et le nombre de compagnies aériennes ont considérablement augmenté, ce qui a entraîné une concurrence féroce dans l’industrie. Les conditions des marchés émergents ont apporté de nombreux défis ainsi que ses avantages. La surpopulation dans les terminaux d’aéroport, les espaces aériens autour des aéroports, en particulier en Amérique du Nord, les espaces aériens entre les aéroports en Europe et les retards fréquents sont quelques-uns des défis que l’industrie du transport aérien ainsi que les autorités de transport doivent relever. En outre, la volatilité des prix du carburant, l’augmentation des coûts de main-d’œuvre et les conditions météorologiques imprévisibles dans la plupart des régions du monde forcent de nombreuses compagnies aériennes à faire face à des défis financiers extrêmes.
Il est clair que l’augmentation du trafic aérien devient ingérable pour le personnel du contrôle de la circulation aérienne (ATC) afin de déterminer efficacement un plan de vol pour chaque aéronef. En raison du volume élevé du trafic aérien, le personnel de l’ATC ignore souvent les objectifs économiques et de service des compagnies aériennes ; ils se concentrent plutôt principalement sur la sécurité. Par conséquent, le coût de la consommation de carburant, les retards et les arrivées précoces sont souvent ignorés. Ces retards de trafic dus à la congestion dans le Réseau national d’espace aérien (RNA) sont une source de coûts inutiles pour les compagnies aériennes, les passagers et les entreprises dépendantes du transport aérien. Les retards ont également des effets environnementaux importants. En raison de la congestion, les aéronefs sont souvent forcés de voler loin de l’altitude de croisière et/ou de la vitesse de croisière pour laquelle ils sont prévus. Une telle sous-optimalité entraîne une combustion inutile de carburant et des émissions gazeuses qui suscitent des préoccupations environnementales à la fois à l’échelle mondiale et locale au niveau du sol. L’ampleur considérable des retards de la circulation aérienne actuellement observés est une indication que l’infrastructure actuelle de contrôle de la circulation aérienne n’est pas en mesure de gérer les niveaux de trafic actuels.
Compte tenu de la croissance prévue de l’aviation au cours de la prochaine décennie, il est urgent que les systèmes d’aide à la décision du contrôle de la circulation aérienne se concentrent sur le problème de la congestion dans le RNA. Ce projet porte sur l’élaboration d’outils d’aide à la décision utilisant des approches d’optimisation avancées pour la gestion de la circulation aérienne sans conflit qui tiennent compte de toutes les caractéristiques significatives des aéroports et des vols qui ne sont pas encore largement étudiées dans la littérature universitaire actuelle. Les horaires de vol, les changements de vitesse, le taux de consommation de carburant dépendant de la vitesse, les distances de séparation et l’évitement des conflits sont quelques-uns des problèmes qui sont précisément intégrés dans nos modèles. Nous visons également à déterminer les avantages environnementaux en termes de changement dans la quantité d’émissions produites par les avions et à développer des outils d’aide à la décision pour l’utilisation des ATC.
En gardant à l’esprit que les avions sont l’un des principaux contributeurs à la pollution atmosphérique et à la fois des raisons économiques et sociales, les compagnies aériennes sont très sensibles aux taux de consommation de carburant de leurs avions ; la recherche proposée a de grands potentiels pour aider les compagnies aériennes à réduire leurs coûts de consommation de carburant et, par conséquent, à réduire la contribution des avions à la pollution atmosphérique, en particulier autour des aéroports.

Effets aigus et chroniques de l’obésité

La société a une préoccupation avec la graisse. Cette préoccupation est d’une grande portée et s’étend de notre préoccupation avec la graisse corporelle à l’alimentation et à l’agriculture. Par exemple, dans l’agriculture, l’accent est mis sur la quantité et le type de graisse dans
les produits laitiers et le bétail. En tant que population ou individu, nous ne voulons pas être trop gros ou trop maigres. Nous sommes également obsédés par la quantité de graisse que nous avons et où nous la stockons, que ce soit autour de notre estomac ou autour de nos hanches et de nos cuisses. Nous savons que toutes les graisses ne sont pas égales et qu’elles se comportent différemment en fonction de l’endroit où elles sont stockées. Bien que nous soyons préoccupés par la graisse en tant que société, nous ne savons pas grand-chose sur la cellule graisseuse elle-même et le
environnement dans lequel vit la cellule graisseuse. Le programme de recherche proposé cherche à comprendre comment les cellules graisseuses sont programmées pour stocker la quantité de graisse qu’elles font et comment la programmation des cellules adipeuses affecte ses tissus environnants
l’environnement et les systèmes biologiques. Pour répondre à nos questions, nous voulons d’abord déterminer si la programmation précoce des cellules graisseuses affecte 1) son comportement plus tard dans la vie, 2) son environnement surround et 3) comment notre
les corps utilisent du sucre, de la graisse et de l’énergie. Nous voulons également savoir si les effets de la programmation précoce des cellules graisseuses sont différents chez les hommes et les femmes. Si nous pouvons comprendre pourquoi un adipeux se comporte comme il le fait, nous pouvons l’utiliser
pour cibler les changements dans le comportement des cellules graisseuses. Les résultats du projet de recherche contribueront à changer la façon dont nous pensons à la cellule graisseuse et à son impact sur les systèmes biologiques. Cette information pourrait profiter à notre société en ayant un impact sur les industries de la santé, de l’agriculture et des sciences de l’alimentation.

Conception et mise en œuvre d’algorithmes de correspondance intelligente pour le Big Data Internet

À l’ère du Big Data d’aujourd’hui, les scientifiques et les propriétaires d’entreprises s’efforcent de trouver des informations précises en temps réel à partir d’une grande taille de différents types de données se déplaçant à grande vitesse, ce qui a un effet sur le mode de vie humain et la productivité des entreprises. Les progrès d’Internet et des technologies Web permettent aux organisations de recueillir des pétaoctets de données structurées ou non structurées à partir de divers types de sources sur une base quotidienne, ce qui leur permet de tirer des informations formidables sur leurs clients, produits et services. Cependant, la gestion et le traitement du Big Data en temps opportun exigent des solutions informatiques avec plus d’agilité, d’adaptabilité et de haute performance. Plus précisément, les algorithmes doivent être conçus pour faire correspondre les clients avec les bonnes informations, au bon moment et avec la représentation du bon format compte tenu des préférences des clients.
Dans ce projet, nous étudions trois aspects de la conception et de la mise en œuvre d’algorithmes dans le contexte de la mise en correspondance des informations souhaitées aux clients dans l’environnement Internet Big Data.
1) Conception du modèle de préférence du client : Pour correspondre aux informations pertinentes pour les clients, il est impératif de modéliser correctement les préférences des clients. Le modèle doit refléter avec précision les préférences des clients en ce qui concerne le contenu des données, le moment et le format de la présentation. Dans l’intervalle, le modèle devrait s’adapter automatiquement aux changements de préférences des clients. Il devrait également permettre aux clients de configurer leurs préférences de modèle.
2) Conception de la base de données d’information et du mécanisme de mise à jour de la base de données : Les renseignements dont les clients ont besoin peuvent être stockés dans la base de données des fournisseurs de services et/ou récupérés à partir d’autres bases de données et/ou pages Web sur Internet. Pour fournir aux clients des informations pertinentes en temps opportun, la structure de la base de données doit être suffisamment agile pour accueillir des données non structurées et pour fournir l’infrastructure pour une traversée de données très efficace à grande échelle. Nous concevrons des algorithmes pour calculer efficacement le rapport de pertinence entre les points de données et les clients. En outre, les résultats du calcul doivent être mis à jour régulièrement pour refléter les changements dynamiques des préférences des clients et les données elles-mêmes.
3) Conception des algorithmes de correspondance : Nous concevrons des algorithmes pour fonctionner sur les bases de données NoSQL afin de faire correspondre les informations aux clients. En raison de la grande échelle des données et de la clientèle, les complexités algorithmiques doivent être traitées afin d’assurer la qualité et la réactivité du service de correspondance. Nous développerons des algorithmes qui fonctionnent sur la représentation graphique des points de données. Les efforts seront particulièrement canalisé vers les techniques de conception qui améliorent considérablement la précision et l’efficacité de l’algorithme en exploitant les caractéristiques spécifiques de la structure du graphique. Les connaissances précédemment accumulées sur la théorie des graphes, la conception d’algorithmes, la planification et l’optimisation seront exploitées pour développer de tels algorithmes.

Améliorer la sécurité et la productivité des projets de construction à l’aide de simulations de jeux sérieux

Le projet vise à améliorer la productivité et la sécurité de la construction en utilisant la technologie de jeu pour simuler les processus de construction impliquant de l’équipement de terrassement et de levage (par exemple, des excavatrices et des grues). Les données du site sont intégrées dans la simulation en temps réel.

Étude computationnelle sur les interactions stabilisatrices dans les boucles internes des oligonucléotides

Notre objectif dans cette proposition de calcul est sur les interactions de liaison faibles (WBIs) dans l’organisation des assemblages moléculaires, ici en particulier les oligonucléotides. En ce qui concerne les WBIs, la liaison hydrogène est certainement la plus reconnue, mais C-H... O, C-H... pi, pi... pi et les autres ne doivent pas être ignorés si l’on veut comprendre l’organisation et la stabilité. Les WBIs sont donc d’une importance fondamentale dans divers phénomènes, tels que l’effet de la liaison au ligand dans les acides ribonucléiques sur l’expression des gènes (riboswitches, principalement par pi... interactions pi). Notre approche consiste à calculer - principalement en utilisant des méthodes de la théorie de la densité fonctionnelle - et à analyser les densités d’électrons pour identifier et prédire les WBIs dans les oligonucléotides. La prédiction de la structure de l’ARN à partir de zéro est toujours un objectif insaisissable, en grande partie en raison de régions de boucle mal définies. À partir des structures disponibles (cristaux et RMN), nous caractériserons rigoureusement le réseau d’IFM dans certaines structures secondaires et tertiaires d’ARN mal définies afin de développer une base de données d’IMM récurrentes pour une utilisation ultérieure dans la prédiction de la structure de l’ARN.

Dans des études antérieures sur les acides nucléiques, nous avons montré (Journal of Physical Chemistry A 115, 12800-12808 (2011)) qu’une paire de bases planaires entièrement optimisée est un mauvais modèle de la situation d’appariement des bases telle que trouvée dans les structures de rayons X et RMN des oligonucléotides, où l’orientation relative d’une base à ses bases environnantes est dictée par la stabilité de l’ensemble de la structure. Les géométries de paires de bases sont déformées par rapport à leur planarité optimale, ce qui entraîne des changements dans le réseau de liaison hydrogène. Les changements dans l’orientation relative d’une paire de bases par rapport à une autre entraînent des changements dans l’empilement pi.

Le genre d’aperçu détaillé qui peut être obtenu des études sur WBIs dans les oligonucléotides est illustré dans le fait que nous avons été en mesure de résoudre une controverse de longue date, à savoir si les paires de bases AT ou AU sont plus stables. Les preuves expérimentales soutiennent les deux points de vue, et nos travaux suggèrent que cette divergence apparente est fondée sur le choix particulier des acides nucléiques dans les différentes études. Nous avons constaté que les densités de liaison hydrogène, et donc les forces, variaient considérablement, et toute conclusion expérimentale doit donc dépendre fortement du choix du système. Seule une étude sur un grand nombre de systèmes comme le nôtre révèle qu’en moyenne, il n’y a pas de différence.

Nous souhaitons maintenant utiliser notre méthodologie éprouvée pour déterminer les WBIs dans des boucles internes structurellement mal définies, dans le but ultime d’aider au développement d’algorithmes de détermination de structure améliorés. Les candidats pour notre étude seront des oligonucléotides sélectionnés qui forment une boucle en épingle à cheveux ou un duplex avec des renflements internes.

Chimiogénomique des médicaments antifongiques

Candida albicans est un agent pathogène important qui est une cause importante d’infections nosocomiales graves. Notre laboratoire possède une collection d’environ 1000 souches de C. albicans qui ont été génétiquement modifiées pour que chacune n’ait qu’un seul gène. Le projet visera à tester l’effet des médicaments utilisés pour traiter les infections fongiques sur chacune des souches mutantes afin de déterminer si la mutation rend l’agent pathogène plus sensible ou plus résistant au médicament. Les mutations qui font en sorte que les cellules de C. albicans deviennent hypersensibles au médicament peuvent définir des cibles possibles pour de nouveaux médicaments qui amélioreraient l’efficacité des médicaments actuels. Les mutations qui font que les cellules deviennent résistantes au médicament peuvent identifier les futures sources de souches résistantes aux médicaments qui peuvent devenir de graves problèmes de santé en rendant nos médicaments antifongiques actuels inefficaces. L’étudiant utilisera des robots de manipulation de liquides pour combiner ces quelque 1000 souches avec des médicaments ou des produits chimiques spécifiques, et surveillera, grâce à l’utilisation de techniques de culture de croissance robotique, l’impact de ces médicaments ou produits chimiques sur la croissance des souches mutantes. Cela permettra à l’étudiant d’identifier les gènes qui causent soit l’hypersensibilité ou la résistance au médicament ou au produit chimique à l’étude. Les relations entre les gènes qui augmentent ou diminuent la sensibilité aux médicaments seront étudiées à l’utilisation de bases de données informatiques. Dans l’ensemble, ce projet fournira à l’étudiant une expérience dans des aspects spécifiques de la découverte de médicaments pharmaceutiques et dans la manipulation technique de grandes collections de souches microbiennes grâce à l’aide de la robotique.

Conception robuste de réseaux d’établissements de soins de santé préventifs

Les services de soins de santé préventifs visent à réduire la probabilité et la gravité des maladies potentiellement mortelles grâce à la détection précoce et à la prévention. Pour que ces services soient efficaces, les établissements de soins de santé préventifs devraient être facilement accessibles. Les facteurs qui ont une incidence sur l’accessibilité comprennent le nombre, le type et l’emplacement des installations ainsi que l’affectation des clients à ces installations. Dans le cadre de ce projet, nous élaborerons un modèle mathématique qui déterminera simultanément l’emplacement des installations ainsi que leurs niveaux de capacité et les zones de population qui leur sont assignées afin de minimiser la somme des temps de déplacement et d’attente prévus (c.-à-d. maximiser l’accessibilité des systèmes). De plus, le modèle proposé vise à se protéger contre la demande et l’incertitude du temps de déplacement grâce à une approche d’optimisation robuste. La méthodologie proposée aidera à concevoir des établissements de soins de santé partout au Canada en élaborant des décisions stratégiques optimales concernant leur emplacement et leurs capacités.