Téléopération d'un robot collaboratif par outil haptique

Ce projet de recherche, intitulé Téléopération d'un robot collaboratif par outil haptique traite un des problèmes contemporains de la robotique, à savoir la coopération entre l'humain et la machine. La robotique est en pleine expansion depuis maintenant deux décennies: les robots investissent de plus en plus l'industrie, les services ou encore l'assistance à la personne et se diversifient considérablement. Ces nouvelles tendances font sortir les robots des cages dans lesquelles ils étaient placés et ouvrent grand la porte vers de nouvelles applications. Parmi elles, la coopération et les interactions avec l'humain représentent une réelle opportunité pour soulager l'homme dans des tâches complexes, fastidieuses et répétitives. En parallèle de cela, la robotique moderne s'oriente vers un développement massif du domaine humanoïde. Effectivement, plusieurs expériences sociales ont montré que l'être humain, constamment en interaction avec les systèmes qui l'entourent, a plus de facilités à contribuer à la réalisation d'une tâche avec un robot d'apparence humaine plutôt qu'avec une machine. Le travail présenté dans ce projet de recherche s'intègre dans un contexte d'interaction homme-robot (IHR) qui repose sur la robotique humanoïde. Le système qui en découle doit permettre à un utilisateur d'interagir efficacement et de façon intuitive avec la machine, tout en respectant certains critères, notamment de sécurité. Par une mise en commun des compétences respectives de l'homme et du robot humanoïde, les interactions sont améliorées. En effet, le robot peut réaliser une grande quantité d'actions avec précision et sans se fatiguer, mais n'est pas nécessairement doté d'une prise de décision adaptée à la situation, contrairement à l'homme qui est capable d'ajuster son comportement naturellement ou en fonction de son expérience. En d'autres termes, ce système cherche à intégrer le savoir-faire et la capacité de réflexion humaine avec la robustesse, l'efficacité et la précision du robot. Dans le domaine de la robotique, le terme d'interaction intègre également la notion de contrôle. La grande majorité des robots reçoit des commandes machines qui sont généralement des consignes de trajectoire, qu'ils sont capables d'interpréter. Or, plusieurs interfaces de contrôle sont envisageables, notamment celles utilisant des outils haptiques, qui permettent à un utilisateur d'avoir un ressenti et une perception tactile. Ces outils comme tous ceux qui augmentent le degré de contrôle auprès de l'utilisateur, en ajoutant un volet sensoriel, sont parfaitement adaptés pour ce genre d'applications. Dans ce projet, deux outils haptiques sont assemblés puis intégrés à une interface de contrôle haptique dans le but de commander le bras d'un robot humanoïde. Ainsi, l'homme est capable de diriger le robot tout en ajustant ses commandes en fonction des informations en provenance des différents capteurs du robot, qui lui sont retranscrites visuellement ou sensoriellement.

Coconstruction d'un modèle cognitif et l'apprentissage d'une compétence en vue d'assurer la validité et l'équité de son évaluation : le cas de la compétence "Exercer un jugement clinique infirmier

L'évaluation des compétences comporte des enjeux éthiques reliés à la validité et l'équité des inférences évaluatives. Ces valeurs édumétriques sont fortement compromises lorsque l'objet et les critères d'évaluation ainsi que les pratiques évaluatives des évaluateurs ne tiennent pas compte des caractéristiques du concept de compétence, notamment son caractère développemental. Un système d'évaluation des compétences fondé sur le modèle cognitif de l'apprentissage, congruent avec le concept de compétence, est plus susceptible d'assurer la validité et l'équité des inférences évaluatives. La compétence "Exercer un jugement clinique infirmier" fut choisie pour élaborer un modèle cognitif de l'apprentissage pour les trois années de formation au baccalauréat en sciences infirmières. De plus, des indicateurs de développement ont été identifiés pour les trois niveaux de développement de cette même compétence. Une approche collaborative a été privilégiée pour atteindre ces objectifs. Le groupe collaboratif, composé de trois tutrices, de trois infirmières-monitrices et de la chercheuse, a analysé six récits d'expérience d'évaluation de cette compétence chez des étudiants de ce programme. L'analyse des données a conduit à une première version du modèle cognitif de l'apprentissage de la compétence "Exercer un jugement clinique infirmier" qui fut validée et améliorée par les partenaires de recherche. La logique de progression des apprentissages critiques et la concrétisation de ceux-ci par les indicateurs de développement ont été confirmées par des experts académiques. Les résultats montrent également des interinfluences entre les paramètres de cette compétence qui appuient la nécessité de réaliser tous les apprentissages critiques d'un même niveau pour l'atteindre. Les retombées de cette étude concernent les programmes de formation en sciences infirmières ainsi que ceux destinés à l'intégration des nouvelles infirmières dans les milieux cliniques. Les résultats de l'étude incitent aussi à poursuivre des recherches ultérieures pour compléter ce modèle cognitif de l'apprentissage et également à en construire pour d'autres compétences professionnelles.

Conception d’un portail participatif d’information géographique Web pour la mise en valeur des produits forestiers non ligneux d’après leurs potentiels de présence.

Les produits forestiers non ligneux (PFNL) rassemblent toutes exploitations sous couvert forestier. Ils excluent les produits issus de la fibre de bois et des produits de la faune. Le bleuet sauvage est un bon exemple de PFNL. Ces produits sont abondants au Québec. Le bleuet est un exemple de PFNL bien établi avec un niveau de commercialisation structurée de produits frais et de transformation. Au contraire, le marché des champignons forestiers tarde à se développer. À titre de produit agroforestier, les PFNL procurent des biens et services bénéfiques aux communautés productrices. La distribution des PFNL varie en fonction de facteurs géophysiques et bioclimatiques. Dans certaines régions du Québec, des groupes s'efforcent de développer des outils d’analyse et de modélisation spatiale conséquents. La géomatique procure des solutions pratiques pour l’identification et le suivi des PFNL. Entre autres, elle opère des données géospatiales spécialisées sur des systèmes d'information géographique (SIG). Ce projet de maîtrise repose sur la mise en place d’un portail participatif d’information géographique web. Il s'adresse à un large panel d’utilisateurs, notamment aux intervenants impliqués dans le développement durable des PFNL. Il offre la possibilité de visualiser et de manipuler des données spécialisées au cas des PFNL. Il propose de localiser les sites à fort potentiel de présence. Il cherche à intégrer des outils de validation de ces sites. Il tend aussi à procurer des outils qui accompagnent la production des utilisateurs. Le portail introduit des applications d’édition, d’analyse et de modélisations spatiales exclusives à la thématique des PFNL. Il abrite des couches de données interactives et interopérables. L'évaluation du portail passe par l’efficacité de ses applications et la convivialité de ses composantes. Ce rapport décrit et fait la démonstration de chacune d'elle.

Production d’un profil de sortie intégrant le rôle infirmier rehaussé et actualisé pour le programme Soins infirmiers du Cégep Limoilou

Avec l’instauration du Renouveau pédagogique, en 1993, un nouveau partage des responsabilités entre le Ministère et les collèges fut défini. Ces établissements d’enseignement devaient, dorénavant, élaborer, mettre en oeuvre et procéder à l’évaluation de programmes d’études permettant l’atteinte d’objectifs et de standards définis par le Ministère selon une approche par compétences. Les programmes d’études se devaient d’être cohérents et adaptés aux besoins du marché du travail. Pour le programme Soins infirmiers du Cégep Limoilou, le programme par compétences fut implanté à l’automne 2001. En 2003, de façon concomitante à l’établissement de ce nouveau programme, l’exercice infirmier se voyait rehaussé par un code législatif renouvelé. À partir de ce moment, ses habiletés à évaluer et à utiliser son jugement clinique furent reconnues et de nouvelles activités furent confiées à ce professionnel de la santé. S’en suivit l’apparition d’un nouvel outil pour la pratique de cette profession, le plan thérapeutique infirmier. Pour le programme Soins infirmiers du Cégep Limoilou, certains ajustements en lien avec ce rôle rehaussé ont été intégrés dans la formation. Toutefois, un doute demeure quant à la capacité de l’étudiante ou de l’étudiant à acquérir et à exercer son jugement clinique, de même qu’à développer une vision globale de la compétence infirmière. Une formation cohérente relativement à la continuité et la progression des apprentissages pourrait remédier à ces faiblesses en plus de répondre à la visée ministérielle. Cette cohérence relevant de l’approche programme s’est toutefois révélée déficiente lors du processus d’évaluation de ce programme d’études en 2006. L’un des outils favorisant cette approche est le profil de sortie, aussi appelé profil du diplômé. Il permet à toutes les personnes impliquées dans la formation de partager une vision commune de l’étudiante ou de l’étudiant que le programme désire former. Cet outil essentiel à l’élaboration d’un programme d’études n’avait jamais été conçu pour le programme Soins infirmiers du Cégep Limoilou. Cette recherche ayant pour objectif d’élaborer un profil de sortie intégrant le rôle infirmier rehaussé et actualisé pour le programme Soins infirmiers du Cégep Limoilou permettra de remédier à ces difficultés. Cette recherche est qualifiée de novatrice, car aucune ayant un tel objectif n’a été réalisée précédemment. La réalisation de cet objectif repose sur un cadre théorique étoffé. Celui-ci dresse d’abord un portrait de la profession infirmière en tenant compte des nombreux changements survenus ces dernières années. Ensuite, il décrit le programme d’études collégiales en soins infirmiers en portant une attention spéciale aux particularités du programme au Cégep Limoilou et enfin, il contient toutes les assises nécessaires à l’élaboration d’un profil de sortie. Ce cadre théorique met en lumière les quatre objectifs spécifiques de cette recherche qui se résument en la création d’une première version du profil de sortie, la validation de celle-ci, la modification de cette version et la formulation de recommandations pour favoriser une utilisation efficace de ce produit. L’accomplissement de ces objectifs a reposé sur une approche méthodologique qualitative inspirée de la posture épistémologique interprétative de l’enseignante-chercheure ayant mené cette recherche. Le choix de celle-ci quant au type de recherche s’est arrêté sur la recherche-développement collaborative puisque cette dernière vise la conception d’un produit nécessitant la contribution de quatre personnes. La première version du profil de sortie réalisée par ce travail collaboratif a été validée auprès de plusieurs sources. Parmi celles-ci, vingt et une personnes enseignant en soins infirmiers du Cégep Limoilou. C’est par l’intermédiaire de trois groupes de discussion que l’enseignante-chercheure a validé cette version auprès de ces personnes. Un guide de discussion fut conçu à cet effet. Cette technique de collecte de données a permis de recueillir des commentaires constructifs sur des énoncés à clarifier ou à ajouter. De plus, ces personnes ont formulé des suggestions en lien avec la formation pour favoriser l’atteinte de ce profil par les étudiantes et étudiants du programme Soins infirmiers. La seconde source consultée représente le marché du travail, elle est constituée de deux membres de la direction des soins infirmiers et d’une ou d’un chef d’unité, tous issus de centres hospitaliers, de même qu’une personne représentant le ministère de la Santé. Pour recueillir les commentaires et suggestions de ces personnes, l’entrevue semi-dirigée utilisant une grille d’entrevue semblable au guide de discussion a été privilégiée. Certains résultats obtenus se rapprochent étroitement de ceux des groupes de discussion, tandis que d’autres amènent une vision nouvelle et des commentaires complémentaires. La dernière source de validation émane de la recension des écrits récents réalisée par l’enseignante-chercheure. Plusieurs modifications quant au rôle infirmier rehaussé et à la pratique actuelle de cette profession ont été apportées au profil de sortie. L’ajout d’habiletés permettant une utilisation efficace de la pratique contemporaine et l’utilisation de données probantes dans la prise de décisions cliniques n’en sont que des exemples. Afin de répondre adéquatement au dernier objectif spécifique poursuivi par l’enseignante-chercheure quant à la formulation de recommandations, un questionnaire a été rempli par vingt-cinq enseignantes et enseignants du programme dans le but de décrire la pratique enseignante. Les résultats de ce questionnaire conçu spécialement pour cette recherche mettent en lumière certaines lacunes concernant l’application de l’approche par compétences et l’approche programme. Lacunes corroborées par l’analyse sommaire des plans-cadres et des plans de cours réalisée par l’enseignante-chercheure. Ces résultats mis en relation avec le cadre théorique ont permis de formuler différentes recommandations pour favoriser l’atteinte du profil de sortie par les étudiantes et les étudiants en soins infirmiers. Étant donné que le produit de cette recherche sert de fondement à la révision du programme Soins infirmiers ayant débuté au Cégep Limoilou, son utilité n’est pas à démontrer. L’amélioration du programme d’études et la préparation adéquate des étudiantes et étudiants aux exigences de la profession sont des retombées envisagées. Enfin, une certaine transférabilité à d’autres institutions offrant le programme Soins infirmiers est envisageable. Le profil de sortie réalisé de même que les recommandations y étant associées peuvent s’avérer inspirants.

Portrait de l’état actuel du développement des entreprises dans le secteur des technologies propres en Estrie

Le présent essai dresse le portrait de l’état actuel du développement des entreprises dans le secteur des technologies propres en Estrie, afin d’aider le Créneau Accord Bio-industries environnementales à entreprendre une démarche pour améliorer son offre de services et promouvoir sa mission auprès des entreprises œuvrant dans le secteur. Le Créneau Accord Bio-industries environnementales est une organisation sherbrookoise qui a pour mission de pousser le développement des filières de technologies propres qu’il chapeaute à l’échelle du Québec dans le cadre de la démarche d’action concertée de coopération régionale de développement du gouvernement du Québec. Pour entreprendre sa démarche, le Créneau Accord Bio-industries environnementales doit connaître le contexte, les besoins, les limites et les pratiques de partenariat des entreprises qui œuvrent dans le secteur. L’étude a donc récolté des informations auprès d’un échantillon représentatif du secteur, soit vingt deux (22) entreprises provenant de villes dans la région de l’Estrie. Un questionnaire à choix de réponse et à court développement ainsi que des entrevues ont permis d’obtenir des informations essentielles, notamment sur les activités des entreprises, sur l’exploitation de leurs technologies ou de leurs services, sur leur représentation dans le secteur, sur leurs besoins et limites en lien avec le développement technologique, sur leur situation financière et sur leurs expériences de partenariat. L’analyse des réponses obtenues auprès de l’échantillon a révélé que les principales limites de développement pour la majorité des entreprises sont liées au financement et à la recherche et développement. Quant aux besoins des entreprises, l’étude a identifié : l’accès au financement, l’accès au réseautage, le partage de connaissance et l’apport technologique. Concernant les pratiques de partenariat, l’étude a révélé que presque toutes les entreprises sont en faveur du travail collaboratif; toutefois, moins de la moitié bénéficient d’ententes de partenariat à l’heure actuelle. Les avantages du travail collaboratif qui sont ressortis auprès de la majorité des entreprises sont le partage de connaissances, l’accès à de l’expertise qualifiée et l’apport technologique. Finalement, plus de la moitié des entreprises ont affirmé que la création d’un réseau d’entreprises par le Créneau Accord Bio-industries environnementales représente un avantage pour les possibilités de collaboration et d’accès au financement. En regard de l’analyse des résultats, dix (10) recommandations ont été formulées pour aider le CréneauAccord Bio-industries environnementales à implanter sa démarche selon le contexte, les besoins, les limites et l’ouverture des entreprises au partenariat. Les recommandations proposent par exemple à l’organisation d’affirmer son rôle en tant que ressource provinciale, de favoriser le maillage inter créneau de développement à l’échelle provinciale ou encore de favoriser son référencement. En intégrant ces recommandations, le Créneau Accord Bio-industries environnementales sera en mesure d’implanter sa démarche et de consolider davantage le développement du secteur.

Méthodes de segmentation du ventricule gauche basée sur l'algorithme graph cut pour les images par résonance magnétique et échocardiographiques

L’échocardiographie et l’imagerie par résonance magnétique sont toutes deux des techniques non invasives utilisées en clinique afin de diagnostiquer ou faire le suivi de maladies cardiaques. La première mesure un délai entre l’émission et la réception d’ultrasons traversant le corps, tandis que l’autre mesure un signal électromagnétique généré par des protons d’hydrogène présents dans le corps humain. Les résultats des acquisitions de ces deux modalités d’imagerie sont fondamentalement différents, mais contiennent dans les deux cas de l’information sur les structures du coeur humain. La segmentation du ventricule gauche consiste à délimiter les parois internes du muscle cardiaque, le myocarde, afin d’en calculer différentes métriques cliniques utiles au diagnostic et au suivi de différentes maladies cardiaques, telle la quantité de sang qui circule à chaque battement de coeur. Suite à un infarctus ou autre condition, les performances ainsi que la forme du coeur en sont affectées. L’imagerie du ventricule gauche est utilisée afin d’aider les cardiologues à poser les bons diagnostics. Cependant, dessiner les tracés manuels du ventricule gauche requiert un temps non négligeable aux cardiologues experts, d’où l’intérêt pour une méthode de segmentation automatisée fiable et rapide. Ce mémoire porte sur la segmentation du ventricule gauche. La plupart des méthodes existantes sont spécifiques à une seule modalité d’imagerie. Celle proposée dans ce document permet de traiter rapidement des acquisitions provenant de deux modalités avec une précision de segmentation équivalente au tracé manuel d’un expert. Pour y parvenir, elle opère dans un espace anatomique, induisant ainsi une forme a priori implicite. L’algorithme de Graph Cut, combiné avec des stratégies telles les cartes probabilistes et les enveloppes convexes régionales, parvient à générer des résultats qui équivalent (ou qui, pour la majorité des cas, surpassent) l’état de l’art ii Sommaire au moment de la rédaction de ce mémoire. La performance de la méthode proposée, quant à l’état de l’art, a été démontrée lors d’un concours international. Elle est également validée exhaustivement via trois bases de données complètes en se comparant aux tracés manuels de deux experts et des tracés automatisés du logiciel Syngovia. Cette recherche est un projet collaboratif avec l’Université de Bourgogne, en France.