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201 - Internet des objets et technologies au service de la santé et du maintien à domicile

Le lundi 7 mai 2018

L’accroissement du nombre de personnes âgées et la longévité actuelle font que le vieillissement et la dépendance des personnes en perte d’autonomie sont devenus la préoccupation majeure de la société. Le maintien à domicile, un choix plus humain, plus sécuritaire et économiquement plus viable que le placement en institution, est devenu un besoin inéluctable et un enjeu économique et social crucial.

Par ailleurs, la démocratisation d’Internet et des objets connectés, en matière de coût et d’usage, et l’intégration du numérique dans le foyer renforcent l’intérêt de la communauté et des gouvernements pour l’utilisation des nouvelles technologies dans la santé et le maintien à domicile. Cela a engendré un réel foisonnement technologique et a ouvert des perspectives réelles en matière de services aux personnes aînées ou en perte d'autonomie. Une grande créativité a été mise en branle dans le domaine des technologies d’assistance, de télésurveillance, de télémédecine, d’information et de communication. Cette créativité axée sur l’Internet des objets vise à mettre en action des mécanismes faisant en sorte que la personne en besoin n’a plus à réclamer de l’aide au système, mais que ce dernier, exploitant les caractéristiques de son environnement, anticipe au mieux les besoins du sujet et réagisse à ses actions. 

Les organisateurs de ce colloque souhaitent montrer que le maintien à domicile, grâce à l’Internet des objets et aux technologies nouvelles mises au service des aînés, peut devenir partie intégrante d’un projet de société qui concrétisera l’interaction entre l’innovation sociale et l’innovation technologique et améliorera le bien-être des aînés. L’Internet des objets et les technologies nouvelles seront expliqués, des dispositifs aux communications en réseaux en passant par les algorithmes de traitement des signaux apportant de l’intelligence au système pour les applications au service de la santé et du maintien à domicile.

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Remerciements

Nous remercions particulièrement nos conférenciers (professeurs, chercheurs, étudiants et industriels) qui nous ont accordé un peu de leur précieux temps et nous ont honorés de leur présence et  éclairés sur leurs activités et produits. Enfin toute notre gratitude est adressée aux responsables de l'Acfas et de l'UQAC et ceux  du CRSNG et du ReSMiQ pour nous avoir aidés à concrétiser cet événement.

Colloque
Section 200 - Sciences naturelles, mathématiques et génie
Responsables
Cégep de Trois-Rivières
UQTR - Université du Québec à Trois-Rivières
François Nougarou
UQTR - Université du Québec à Trois-Rivières
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Avant-midi
08 h 30 à 08 h 40
Communications orales
Ouverture du colloque
Présidence/Animation : Tayeb Medjeldi (Cégep de Trois-Rivières)
Batiment : UQAC
Local : P2-1020
08 h 30
Mot de bienvenue
Tayeb Medjeldi (Cégep de Trois-Rivières), Daniel Massicotte (UQTR - Université du Québec à Trois-Rivières)
08 h 40 à 09 h 30
Communications orales
Plénière 1: L’Internet des objets (IdO ou IoT), une inclusion globale pour une performance optimale
Présidence/Animation : Tayeb Medjeldi (Cégep de Trois-Rivières)
Batiment : UQAC
Local : P2-1020
08 h 40
L'IoT: une inclusion globale pour une performance optimale
Martin Otis (UQAC - Université du Québec à Chicoutimi)

L’industrie 4.0 définit une interaction entre les systèmes cyberphysiques et génère des données massives, souvent difficile à gérer et à analyser. Dans une perspective d’acquisition des données, l’internet des objets a favorisé l’inclusion des sous-systèmes ainsi que leurs analyses en temps-réel. La manière dont le réseau est maillé, dont l’interaction est mise en œuvre et dont les données sont analysées deviennent deux problématiques connus en cybernétique. Afin de résoudre ce problème, les objets peuvent devenir intelligent et partager leurs expériences de manière à identifier, différentier ou classifier des événements qui pourraient réduire la performance et augmenter les coûts. L’humain, comme travailleur, peut aussi être interprété comme un système mesurable s’insérant dans l’internet des objets. Nous proposons une solution inclusive pour le concept de l’industrie 5.0 composée d’un système interactif avec une intelligence décentralisée sur chaque objet et centralisée sur un nuage favorisant l’optimisation des rendements tout en réduisant les données massives générées via l’acquisition des mesures des états de chaque objet. L’objectif de cette solution est orienté vers l’analyse des comportements anormaux dans un processus de compréhension afin d’apporter des solutions efficaces dans un système centralisé. Par conséquent, l’interaction entre les objets connectés doit être définie de manière à développer des modèles embarqués communiquant et apprenant entre eux.

Résumé
09 h 30 à 10 h 10
Communications orales
Conférences 1
Présidence/Animation : Tayeb Medjeldi (Cégep de Trois-Rivières)
Batiment : UQAC
Local : P2-1020
09 h 30
Technologie IoT et le suivi humain
Régis Fortin (Cégep de Trois-Rivières)

Les technologies ont évolué à vitesse "grand V" dans la dernière décennie et le domaine des télécommunications en a grandement profité. Les manufacturiers de composantes électroniques ont développé plusieurs familles de circuits intégrés combinant un microprocesseur, une radio très compacte, peu énergivore et disponible à faibles couts. Nous voyons principalement ce type de technologies sous forme de capteur porté et relié par Bluetooth à un téléphone intelligent, dans le domaine du sport. C’est l’avènement de l’IoT ou Internet des Objets (Internet of Things).

L’objectif de base de l’IoT est de rendre accessible un objet sur le Web en inscrivant simplement son adresse IP à partir de n’importe quel type de navigateur. Actuellement l’adressage se réalise normalement en IPv4 (4,3 milliards d’adresses). Un système de redirection (routeur) est cependant nécessaire dans la majorité des cas, car il n’y a plus assez d’adresse disponible. La solution est l’utilisation du IPv6 qui possède un nombre presque infini d’adresses. Chaque objet aurait ainsi la possibilité d’avoir son adresse IPv6 unique. Vu la vitesse avec laquelle se déploie le support de l’adressage IPv6 dans les nouveaux systèmes de communication nous pouvons dire mission accomplie. L’IoT existe maintenant dans sa forme idéale. Il ne reste qu’à relier ces objets sur les grands réseaux de communications (téléphonie cellulaire, fibre optique, câble, ligne téléphonique, etc …).

Résumé
09 h 50
L’internet des objets au service de la recherche fondamentale en santé et de l’assistance robotique.
François Nougarou (UQTR - Université du Québec à Trois-Rivières)

Que ce soit en recherche fondamentale en santé ou pour le développement de systèmes d’assistance robotique fiables, la composante humaine caractérisée par sa variabilité inter- et intra individu est l’élément central qui rend ces domaines de recherche aussi complexe que passionnant. En effet, la recherche de la vérité en recherche fondamentale nécessite l’emploie de méthodologies basées sur l’acquisition de grandes quantités de données sur différents groupes de sujets dans des environnements contrôlés. Bien souvent, cet environnement de test en laboratoire est trop éloigné de l’environnement quotidien des patients qui détient des éléments de réponses essentiels. Dans le cas de la conception d’interfaces homme-machine, la traduction des réponses physiologique en commande d’appareils d’assistance (bras robotisé, prothèses, etc…) passe par l’utilisation d’algorithmes d’apprentissage machine (machine-learning) dont les performances sont dépendantes de la qualité et de la quantité des biosignaux extraits. Alors que ce soit en recherche fondamentale ou pour le développement de systèmes d’assistance robotique, nous verrons comment l’internet des objets peut être employé pour révolutionner ces domaines en fournissant une meilleure adaptabilité à la composante humaine. Pour cela, l’étude des douleurs lombaires chroniques et la commande d’un bras robotisé à partir des signaux d’activité musculaire seront pris comme exemples

Résumé
10 h 10 à 10 h 30
Communications par affiches
Pause et session d’affiches
Batiment : UQAC
Local : P2-1020
10 h 30 à 11 h 10
Communications orales
Conférences 2
Présidence/Animation : Tayeb Medjeldi (Cégep de Trois-Rivières)
Batiment : UQAC
Local : P2-1020
10 h 30
Les futurs systèmes à ondes millimétriques pour la détection, le suivi et la localisation
Tarek Djerafi (INRS - Institut national de la recherche scientifique)

Dans le scénario de maison intelligente, des étiquettes d’identification par radiofréquence (RFID), des capteurs, des systèmes de localisation et des algorithmes décisionnels sont combinés pour réaliser diverses fonctionnalités. La maison intelligente va au-delà du stéréotype d'un propriétaire qui peut vérifier sa maison sur téléphone intelligent et vérifier l'état des dispositifs tels que l'alarme de sécurité ou le système de chauffage. Les appareils de soins portables et sans contact peuvent surveiller la tension artérielle résiduelle, la fréquence cardiaque et d'autres paramètres (posture, activité, ECG, respiration ...) et transmettre les données au résident pour auto-utilisation ou le cas échéant aux médecins/personnel d'urgence. Les étiquettes RFID seront attachées aux articles consommables et les machines ménagères) seront équipées d'un lecteur RFID. Ces systèmes vont collaborer pour améliorer et faciliter la vie quotidienne des occupants. Les structures, les  murs, les fenêtres…etc seront équipés de divers capteurs pour gérer la maintenance. Ces futures applications sans fil seront appelées à fonctionner dans les bandes millimétriques due à la congestion grandissante du spectre électromagnétique. Dans cette présentation, les grands potentiels et les perspectives passionnantes des systèmes sans fils à onde millimétrique ainsi que leurs défis technologiques en termes de sécurité, de mise en réseau, de production de masse et de problèmes de déploiement seront discutés."

Résumé
10 h 50
La micro-fluidique, un axe émergeant pour la recherche en neurotechnologies
Amine Miled (Université Laval)

La microfluidique est un axe de recherche en pleine émergence. Elle consiste en la manipulation des liquides à l’échelle microscopique. Nous nous intéressons plus particulièrement aux biocapteurs intégrant la microfluidique et la microélectronique avec une conception modulaire et plus généralement aux laboratoires sur puces (LoC) modulaires. L’avantage de l’approche modulaire est que chaque module est entièrement autonome de son environnement et peut être reconfiguré pour d’autres applications. De plus, grâce aux récentes avancées dans la micro fabrication pour la microfluidique et la microélectronique, de nouvelles générations de biocapteurs ont pu voir le jour.

Ce nouvel axe de recherche présente particulièrement un intérêt pour la neuroscience et encore plus particulièrement pour la neurotechnologie. En effet, la compréhension du comportement du cerveau et la cartographie de ce dernier sont les nouveaux défis du 21e siècle pour proposer de nouvelles thérapies pour les maladies neurodégénératives et les troubles du cerveau. D’un autre côté, les neurotransmetteurs sont les clés des maladies neurodégénératives parce qu’ils contrôlent l’activation et la désactivation des canaux ioniques dans les terminaisons neuronales. La microfluidique peut offrir de nouvelles avenues pour la neuroscience parce qu’elle permet la détection et la manipulation des fluides. Ceci implique en neuroscience la détection des neurotransmetteurs et la modulation de leur concentration.

Résumé
11 h 10 à 12 h 00
Communications orales
Plénière 2 : Les technologies sans fil 5G et IoT, facteurs clés de développement des villes et communautés intelligentes
Présidence/Animation : Tayeb Medjeldi (Cégep de Trois-Rivières)
Batiment : UQAC
Local : P2-1020
11 h 10
Les technologies sans fil 5G et IoT:facteurs clés de développement des villes et communautés intelligentes à l'ère de la 4eme révolution industrielle
Sofiène Affes (INRS - Institut national de la recherche scientifique)

Dans l’économie numérique du 21e siècle, le sans-fil a récemment évolué en dehors du secteur traditionnel des TIC pour devenir l’un des facteurs clés de développement de nouvelles applications intelligentes de cette technologie dans tous les domaines de la vie tels que le transport, la sécurité, la santé, l’énergie, l’urbanisme, les infrastructures, etc. Cette transformation cruciale promet entre autres d’innombrables opportunités d’affaires, une plus grande responsabilisation de l’individu, une gouvernance plus responsable, et un développement plus durable, etc. Cette présentation passera d’abord en revue les nouveaux défis technologiques, les nouvelles problématiques d’intégration spécifiques aux applications et les nouveaux requis en formation à la recherche posés par ce changement de paradigme vibrant du secteur des TIC. Cette brève revue sera articulée selon la perspective du programme de formation à la recherche PERSWADE (« Pervasive and Smart Wireless Applications for the Digital Economy »), le premier du genre au Québec et au Canada. La seconde partie de cette présentation exposera les nouvelles technologies sans-fil 5G et IoT comme facteurs clés de développement des villes et communautés intelligentes à l’ère de la 4e révolution industrielle. Elle présentera ensuite les nouvelles initiatives en R&D envisagées sur 5G et IoT, qui visent à responsabiliser des citoyens et des communautés engagés dans de nouveaux mondes de sociétés numériques et d’économies durables.

Résumé
Dîner
12 h 00 à 13 h 00
Dîner
Dîner et réseautage
Batiment : UQAC
Local : P2-1020
Après-midi
13 h 00 à 14 h 00
Communications orales
Conférences 3
Présidence/Animation : Daniel Massicotte (UQTR - Université du Québec à Trois-Rivières)
Batiment : UQAC
Local : P2-1020
13 h 00
Sécurité-Maison intelligente
13 h 20
La super Société intelligente ou Société 5.0
Julien Vandewynckel (CONFORMiT)

La super société intelligente ou société 5.0, propose de relier le monde physique et le
cyberespace grâce à l’internet des objets et d’exploiter l’intelligence artificielle comme
support d’optimisation de notre société. Elle se base sur le développement économique
pour résoudre les problèmes sociaux. En somme, cette société génère d’elle-même de
nouvelles valeurs au travers l’innovation technologique. Spécifiquement, dans le
domaine de l’assistance et des soins de la santé, ce modèle apporte de nombreux
avantages. Par exemple, il permet une administration adéquate des soins à distance
grâce au partage des données physiologiques et médicales en temps réel, ou bien
encore d’utiliser la robotique pour faciliter l’assistance aux personnes atteintes de
maladies neurovégétatives. Cependant, il est nécessaire de surmonter différents
challenges d'acceptante sociale, de compréhension holistique, d'éducation et de
sécurité.
 

Résumé
13 h 40
Le C2T3: Une expertise au service de la silver économie
Tayeb Medjeldi (Cégep de Trois-Rivières)

Le C2T3 s'est engagé depuis plusieurs années dans l'approche technique et économique du vieillissement qui présente de fortes opportunités de croissance et de production. Cette approche s'affiche depuis peu comme une filière industrielle prioritaire globale qui concerne de nombreux secteurs d'activité: Sécurité, communication, transport, habitat, localisation...

Conséquence directe de la perte cognitive, les chutes et les fugues constituent entre autres problèmes, une importante source d’accidents et de mortalité chez les personnes aînées. Ces problématiques et toutes celles auxquelles est confrontée cette frange de la population, sont particulièrement dangereuses pour les personnes souffrant de perte mnésique, confusion ou disorientation. 

Plusieurs applications d’aide technique qui peuvent prévenir les accidents et les fugues ou d’en limiter les effets lorsqu’elle surviennent ont été développées au C2T3. Certaines solutions qui sont aujourd’hui plus ou moins accessibles, ont permis au C2T3 de développer une grande expertise et réaliser beaucoup d'applications concrètes pour l'amélioration du bien être des personnes en perte d'autonomie et pour les entreprises qui activent dans ce créneau porteur et dont la clientèle augmente chaque année.

 

 

Résumé
14 h 00 à 14 h 20
Panel
Présentation des industriels et des chercheurs présents
Présidence/Animation : Daniel Massicotte (UQTR - Université du Québec à Trois-Rivières)
Batiment : UQAC
Local : P2-1020
14 h 20
Pause
14 h 40 à 15 h 30
Communications orales
Plénière 3 : Interfaces cerveau-microsystèmes sans fil pour la récupération de fonctions neurodégénératives
Présidence/Animation : Daniel Massicotte (UQTR - Université du Québec à Trois-Rivières)
Batiment : UQAC
Local : P2-1020
14 h 40
Plénière 3: Interfaces cerveau-microsystèmes sans fil pour la récupération de fonctions neurodégénératives
Mohamad Sawan (Polytechnique Montréal)

Les dispositifs médicaux intelligents offrent des solutions uniques pour récupérer des fonctions neurophysiologiques vitales chez les patients souffrant de maladies du système nerveux central. Ces interfaces cerveau-microsystèmes sont des capteurs et actuateurs formant des dispositifs adaptatifs qui opèrent sans fil, reçoivent leur énergie d’une source externe et échangent de données de façon bidirectionnelle avec un contrôleur externe par le biais de signaux à fréquences-radio. Ces interfaces enregistrent les signaux neuroniques et des neurotransmetteurs et en conséquence se servent des résultats pour ajuster l’activation de l’organe visé par le biais de microstimulation électrique directe. Nous nous attardons sur le projet de l’implant visuel intracortical dédié à redonner la vue aux aveugles. Ce projet consiste en de multiples matrices de microélectrodes 3D portant les puces électroniques et sont insérées dans une couche spécifique du cerveau pour présenter l’environnement sous forme des phosphènes. Aussi, une autre application dédiée à localiser, détecter et avorter les crises épileptiques serait exposée. Dans ce cas, une interface optique non-invasive est utilisée avant de procéder à l’utilisation d’un implant dans le but d’accélérer la localisation de foyer épileptique avant de procéder à l’étape suivante la chirurgie ou l’implantation d’un système autonome. Nous survolons, l'intégration, l'assemblage et l'encapsulation de ces dispositifs qui sont de grands défis

Résumé
15 h 30 à 16 h 20
Panel
Débat sur les défis de l’Internet des objets relativement à la « silver » économie
Présidence/Animation : Mohamad Sawan (Polytechnique Montréal)
Participants : Mohamad Sawan (Polytechnique Montréal), Sofiène Affes (INRS - Institut national de la recherche scientifique), Martin Otis (UQAC - Université du Québec à Chicoutimi)
Batiment : UQAC
Local : P2-1020
16 h 20 à 16 h 40
Communications orales
Remise des prix pour les meilleures affiches
Présidence/Animation : Tayeb Medjeldi (Cégep de Trois-Rivières)
Batiment : UQAC
Local : P2-1020
16 h 35
Mot de clôture
Tayeb Medjeldi (Cégep de Trois-Rivières), Daniel Massicotte (UQTR - Université du Québec à Trois-Rivières)