Un modèle hybride de reconnaissance de plans pour les patients Alzheimer : dilemme entrecroisé/erroné

Les récents développements dans les technologies de l'information et l'augmentation des problèmes provenant du domaine de la santé (vieillissement de la population, pénurie de personnel médical) ont fait émerger de nouveaux axes de recherche prometteurs comme l'assistance cognitive pour les personnes atteintes de la maladie d'Alzheimer à l'intérieur d'un habitat intelligent. Une des difficultés majeures inhérentes à ce type d'assistance est la reconnaissance des activités de la vie quotidienne (AVQ) réalisées par le patient à l'intérieur de l'habitat, qui sont déterminées par les actions effectuées par celui-ci, dans le but de prévoir son comportement afin d'identifier les différentes opportunités de le guider dans l'accomplissement de ses AVQ. Toutefois, cette situation soulève un dilemme qui n'a pas encore été pris en considération dans les travaux du domaine de la reconnaissance de plans. En effet, on peut interpréter l'observation d'une nouvelle action différente de celle attendue de deux façons opposées: soit qu'il s'agisse d'une erreur de la part du patient, soit que le patient débute une nouvelle activité, réalisée de façon entrecroisée avec l'activité en cours de réalisation. Pour résoudre cette situation paradoxale, on propose dans ce mémoire un modèle de reconnaissance hybride comme une piste de solutions. Elle consiste en une extension probabiliste d'un modèle logique basé sur la théorie des treillis et sur un formalisme d'action en logique de description, développé durant les travaux de thèse de Bruno Bouchard effectués au laboratoire DOMUS de l'Université de Sherbrooke. Le modèle logique structure le processus de reconnaissance d'activités en un raisonnement par classification des plans possibles, permettant d'extraire un certain nombre d'hypothèses sur le comportement du patient. Notre approche mixte basée sur la logique de description probabiliste, résout le problème d'équiprobabilité en privilégiant certaines hypothèses concernant son comportement. Par conséquent, cette extension minimisera l'incertitude dans la prédiction des actions futures du patient, et plus important encore, d'anticiper les différentes catégories de déviations comportementales typiques d'un patient Alzheimer. Nous avons implémenté et validé le modèle proposé à l'aide d'un ensemble de scénarios tirés de cas réels et de fréquences d'observation inspirées d'une étude effectuée sur des patients réels

CONCEPTION ET MANIPULATION DE BASES DE DONNEES DIMENSIONNELLES À CONTRAINTES

This thesis defines a constraint-based model dedicated to multidimensional databases. The defined model represents data through a constellation of facts (subjects of analyse) associated to dimensions (axis of analyse), which are possibly shared. Each dimension is organised according to several hierarchies (views of analyse) integrating several levels of data granularity. In order to insure data consistency, 5 semantic constraints (exclusion, inclusion, partition, simultaneity, totality) are introduced, which can be intra-dimension or inter-dimensions. The intra-dimension constraints allow the expression of constraints between hierarchies within a same dimension whereas the inter-dimensions constraints focus on hierarchies of distinct dimensions. The repercussions of these constraints on multidimensional manipulations are studied and OLAP operator extensions are provided.L'accroissement du volume de données dans les systèmes d'information est de nos jours une réalité à laquelle chaque entreprise doit faire face. Notamment, elle doit permettre à ses responsables de déceler les informations pertinentes afin de prendre les bonnes décisions dans les plus brefs délais. Les systèmes décisionnels répondent à ces besoins en proposant des modèles et des techniques de manipulation des données. Dans le cadre de ces systèmes, mes travaux de thèse consistent à étudier la modélisation des données décisionnelles et à proposer un langage de manipulation adapté. Dans un premier temps, nous proposons un modèle dimensionnel organisant les données en une constellation de faits (sujets d'analyse) associés à des dimensions (axes d'analyse) pouvant être partagées. Notre modèle assure une plus grande cohérence des données par sa propriété de multi instanciations qui permet de spécifier des conditions d'appartenance des instances des dimensions aux hiérarchies. De plus, nous avons défini des contraintes exprimant des relations sémantiques entre les hiérarchies intra et inter dimensions (Inclusion, Exclusion, Totalité, Partition, Simultanéité). Au niveau de la manipulation des données, nous avons redéfini les opérateurs dimensionnels afin de permettre à l'utilisateur de mieux définir ses besoins en précisant l'ensemble des instances à analyser. Cette extension a permis d'éviter les incohérences lors de la manipulation des données dimensionnelles. Nous avons étudié également l'impact de ces contraintes sur l'optimisation des manipulations basée sur la technique de matérialisation des vues. La prise en compte des contraintes sémantiques a permis de supprimer des vues incohérentes et de réduire le nombre de vues candidates à la matérialisation. Dans un second temps, nous proposons un processus de conception d'un schéma dimensionnel comportant une démarche descendante, basée sur les besoins des décideurs, et une démarche ascendante basée sur les données sources. Une phase de confrontation, permet d'intégrer les résultats des deux démarches pour obtenir un schéma dimensionnel en constellation intégrant à la fois les besoins des décideurs et les données sources. Afin de valider nos propositions, nous avons développé un outil d'aide à la conception de schémas dimensionnels contraints intitulé GMAG (Générateur de MAGasin de données dimensionnelles)

Modèle possibiliste pour la reconnaissance d'activités habitat intelligent

Le vieillissement actuel de la population provoque un accroissement de problèmes dans les systèmes de santé, dont une pénurie de personnel médical pour les soins à domicile. Le vieillissement de la population a également pour effet d'augmenter le nombre de personnes avec troubles cognitifs. Les comportements incohérents induits par les symptômes des troubles cognitifs limitent la capacité de ces personnes à réaliser leurs activités de la vie quotidienne (AVQ). L'un des axes de recherche prometteurs de cette problématique est l'amélioration et le maintien de la qualité de vie des personnes avec troubles cognitifs dans leurs domiciles. Pour répondre à cette problématique, plusieurs laboratoires de recherche, dont le laboratoire de DOmotique et d'informatique Mobile de l'Université de Sherbrooke (DOMUS), explorent les différents moyens de soutenir, à l'intérieur d'un habitat intelligent, un occupant avec troubles cognitifs dans l'accomplissement de ses AVQ. Cette approche s'inscrit dans le récent courant de pensée issu de l'intelligence ambiante, qui fait référence à une tendance où les environnements sont enrichis avec des technologies (capteurs, effecteurs et autres dispositifs interconnectés par un réseau), dans le but de concevoir un système pouvant planifier une assistance ponctuelle aux occupants en fonction des informations recueillies et de l'historique des données accumulées. L'une des difficultés majeures inhérentes à ce contexte est la reconnaissance et la prédiction des comportements anormaux lorsque les occupants effectuent leurs AVQ à l'intérieur d'un habitat intelligent. Cette thèse vise à contribuer à l'amélioration du processus de reconnaissance de comportements d'un occupant avec troubles cognitifs. Notre proposition consiste en une approche de reconnaissance et prédiction de comportements fondée sur une formalisation des actions basée sur la théorie des possibilités, une alternative à la théorie des probabilités. Les actions sont inférées à partir de l'état actuellement observé de l'habitat intelligent obtenu grâce aux évènements envoyés par les capteurs présents dans l'appartement, lesquelles peuvent fournir une information incomplète et imparfaite. À partir de la séquence d'actions observées plausibles, l'approche proposée utilise une formalisation des activités en structure de plans d'actions pour inférer le comportement observé de l'occupant. Cette approche est en mesure de considérer les comportements erronés, où l'occupant effectue de façon erronée certaines activités tandis que d'autres peuvent être effectuées de façon cohérente, et les comportements cohérents, où l'occupant effectue une ou plusieurs activités de façon cohérente. Les hypothèses sur le comportement observé sont ensuite utilisées pour déterminer les opportunités d'assistance que l'habitat intelligent peut offrir. L'approche proposée a été implémentée et validée au sein de l'infrastructure du projet"Ambient Intelligence for Home-based Elderly Care" à l'"Institute for Infocomm Research" de Singapour et présente des résultats prometteurs pour des scénarios de cas réels effectués dans l'infrastructure. Le développement d'un habitat intelligent capable de maintenir et d'améliorer la qualité de vie des personnes avec troubles cognitifs permettrait de diminuer le fardeau des aidants naturels et professionnels, facilitant le choix des ces personnes de rester à domicile. Ce type de technologie pourrait constituer une solution viable aux problèmes des systèmes de santé associés au vieillissement de la population. De plus, ce type d'approche peut également être utilisé dans des contextes où les comportements anormaux et les situations à risque doivent être évités comme, par exemple, dans le domaine de l'aviation

Langage de mashup pour l'intégration autonomique de services de données dans des environements dynamiques

The integration of the information coming from data services or data sources in virtual communities is user centred, i.e. associated to visualization issues determined by user needs. A virtual community can be seen as a cyberspace that can be customized by every user by specifying the information he/she is interested in and the way it should be retrieved and presented respecting specific security and QoS properties. Such requirements must be defined or inferred and then interpreted for building customized visualisations. Nowadays, there is no simple declarative language of mashups for retrieving; integrating and visualizing data produced by data services, according to spatio-temporal specifications. The purpose of this thesis is to develop such a language. This work is done within the framework of the REDSHINE project (red-shine.imag.fr) supported by the Grenoble INP "Bonus Qualité Recherche"Dans les communautés virtuelles, l'intégration des informations (provenant de sources ou services de données) est centrée sur les utilisateurs, i.e., associée à la visualisation d'informations déterminée par les besoins des utilisateurs. Une communauté virtuelle peut donc être vue comme un espace de données personnalisable par chaque utilisateur en spécifiant quelles sont ses informations d'intérêt et la façon dont elles doivent être présentées en respectant des contraintes de sécurité et de qualité de services (QoS). Ces contraintes sont définies ou inférées puis interprétées pour construire des visualisations personnalisées. Il n'existe pas aujourd'hui de langage déclaratif simple de mashups pour récupérer, intégrer et visualiser des données fournies par des services selon des spécifications spatio-temporelles. Dans le cadre de la thèse il s'agit de proposer un tel langage. Ce travail est réalisé dans le cadre du projet Redshine, bénéficiant d'un Bonus Qualité Recherche de Grenoble INP

Un cadre formel pour le développement orienté aspect : modélisation et vérification des interactions dues aux aspects

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Méthode de construction d'entrepôt de données temporalisé pour un système informationnel de santé

Des systèmes informationnels de santé (SIS) ont été mis en place au cours des 20 dernières années pour soutenir les processus de soins, les tâches administratives et les activités de recherche ainsi que pour assurer la gestion raisonnée des établissements de santé. Un entrepôt de données (ED) doit être créé à partir de nombreuses sources de données hétérogènes afin de rendre les données exploitables d’une façon uniforme au sein des SIS. La temporalisation de cet entrepôt est rapidement devenue un enjeu crucial afin de garder les traces de l’évolution des données et d’améliorer la prise de décision clinique. L’entrepôt de données temporalisé (EDT) requiert l’application de règles systématiques afin de garantir l’intégrité et la qualité des données. Générer le schéma temporel d’un EDT est une tâche complexe. Plusieurs questions se posent dès lors, dont celles-ci : (a) Quel modèle temporel est le mieux adapté à l’automatisation de la construction d’un EDT (plus particulièrement dans le domaine de la santé)? (b) Quelles propriétés peut-on garantir formellement, suite à cette construction? D’une part, le volume du schéma de données nécessite d’importantes ressources humaines et financières, et d’autre part, plusieurs modèles temporels existent, mais ils ne sont pas formalisés ou non généraux. Les concepteurs s’en remettent donc le plus souvent à des règles de pratiques variées, floues, incomplètes et non validées. Dans ce travail, un cadre de référence permettant de formaliser, de généraliser et d’opérationnaliser des modèles temporels est défini. Deux modèles : BCDM et TRM sont présentés selon le cadre de référence avec leurs contraintes d’intégrité, leurs algorithmes de construction et une liste des prolongements requis. Il en résulte qu’il est désormais possible de s’affranchir des règles de pratique imprécises et de temporaliser un entrepôt en se fondant sur une méthode rigoureuse aux propriétés démontrables basées sur des critères fondamentaux (théorie relationnelle), des critères de conception reconnus et explicites (normalisation)