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SUMMARY:Soutenance thèse par Jaime Garcia Guevara
DESCRIPTION:Titre : Biomechanical graph matching for hepatic intra-operative image registration \nAbstract: \nThis thesis presents the development of an automatic elastic registration methodbased on matching of vascular graphs extracted from both pre-operative and intra-operative images. The method is able to fuse accurate pre-operative information onto an organ undergoing small to large deformations during surgery\, to compensatefor the limited details provided by intra-operative imaging modalities and improvethe visualization of tumor(s)\, vasculature and other important internal structures.Although methods dedicated to non-rigid graph matching exist\, they are not efficient when noise\, topology changes and large intra-operative deformations arepresent. The first contribution presented is a biomechanical graph matching method(BGM) that builds on the work ofSerradell et al.(2015). BGM combines the GPRmatching with a biomechanical model of the organ\, as a mean to discard matchinghypotheses which would lead to non-plausible deformations (Garcia Guevara et al.\,2018). However\, BGM is not robust to noise\, only matches limited size graphs andhas high computation time.The second contribution is the Adaptive ComplianceGraph Matching (ACGM) method (Garcia Guevara et al.\,2019)\, which allows toefficiently find the best graph matches with a novel compliance-based search andan adaptive rigid to soft approach. This reduces the computation time by predict-ing first the most plausible matching hypotheses. It also reduces the sensitivity onthe search space parameters and improves the registration quality.The proposedregistration methods are evaluated with realistic synthetic and real porcine dataset\, showing that ACGM is compatible with intra-operative constraints. \n  \nRapporteurs:     Patrick Clarisse- CNRS (section 7) CREATIS (Lyon) \nStephanie Speidel- National Center for Tumor Diseases (NCT) \nExaminateurs:  Jean-Francois Mari- Université de Lorraine \nIngerid Reinertsen- SINTEF Digital\, Health Researc \nEncadrants:    Marie-Odile Berger- INRIA Equipe MAGRIT \nStéphane Cotin- INRIA Equipe MIMESIS \n 
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SUMMARY:DeepTech Tour à Nancy
DESCRIPTION:Le Loria et le Inria s’associent au Deeptech Tour. Cet événement aura lieu le 3 décembre 2019 à 14h00 au Campus ARTEM Ecole des Mines de Nancy. Inscription et programme sur deeptechtournancy.evenium.site. \nPour plus de détails\, consultez l’article sur l’intranet d’Inria: https://intranet.inria.fr/Actualite/Participez-a-la-semaine-de-la-Deeptech-a-Nancy \n 
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SUMMARY:Apéro DeepTech : à la rencontre des startups issues du Loria et d'Inria
DESCRIPTION:Dans le cadre de la semaine DeepTech\, Inria et le Loria vous invite le 4 décembre prochain dès 18h30 pour un apéro ! \nRencontrez des porteurs de startups et des entrepreneurs\, dans une ambiance informelle et décontractée. \nEn partenariat avec LornTech \, Inria et le Loria organisent un apéro de networking et de sensibilisation à la création de startups. Déjà engagé dans un projet deeptech \, ou juste curieux ? Venez boire un verre! \nAu programme : \n18h30: début de l’apéro DeepTech\n19h: ma startup en 180 secondes – présentations rapides des startups Inria et Loria\n19h30: cocktail
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SUMMARY:Ma thèse en 180 secondes
DESCRIPTION:Le concours international “Ma thèse en 180 secondes” est un événement destiné aux doctorant.e.s francophones. Il permet aux jeunes chercheur.e.s du Loria de présenter leur sujet de thèse en un temps limité face à un public diversifié et parfois non-initié aux sciences de l’informatique. L’objectif est de présenter des sujets reflétant la pluridisciplinarité de la recherche. \nPlus d’informations sur www.univ-lorraine.fr/180secondes. \nInscription jusqu’au 4 décembre 2019. \n 
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SUMMARY:Séminaire SSL : Emmanuelle Anceaume
DESCRIPTION:Emmanuelle Anceaume (CNRS\, équipe CIDRE\, IRISA) présentera ses travaux de recherche le jeudi 5 décembre à 13h30\, salle A008 dans le cadre du séminaire SSL. \nTitle: Abstractions for permissionless distributed systems \nAbstract: \nPermissionless distributed systems are distributed systems in which (i) the number of participants for carrying out the protocol is not known before hand\, and is not even known during the course of the execution\, (ii) the right to contribute (e.g.\, by proposing a new value of interest for the other participants) and to participate (e.g.\, by reading new decided values) is not controlled by a (trustworthy) third authority\, and (iii) participants communicate over a weakly connected communication topology (such as a peer-to-peer network). The permissionless blockchain technology exactly complies with such features.  During this presentation I will present some of the most important abstractions that allow to support the construction of such distributed systems. \nLa totalité du programme du séminaire SSL est disponible sur la page web : http://seminaire-securite.loria.fr/
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SUMMARY:Soutenance de thèse par Marjan Bozorg
DESCRIPTION:English version below \nTitre : ” Optimisation d’architecture de procédés membranaires ” \nLa soutenance se tiendra le vendredi 6 décembre à 9h30 dans l’Amphitrite A (site ENSIC\, bâtiment A\, 1er étage\, 1 Rue Grandville 54000 Nancy). \n  \nLe jury sera composé de \nRapporteurs : \n\nMme. Adele BRUNETTI\, Professeur au Conseil national de la recherche italienne\,\nL’Institut de technologie des membranes (IMT-CNR)\nM. Marco LOCATELLI\, Professeur à l’Université de Parme\n\nExaminateurs : \n\nM. Andrea PACIFICI\, Professeur à l’Université de Rome “Tor Vergata”\nM. Thibaut NEVEUX\, Ingénieur de recherche à EDF\nM. Jean-Yves MARION\, Directeur de LORIA\nM. Christophe CASTEL\, Professeur à l’Université de lorraine (Directeur de Thèse)\nMme. Veronica PICCIALLI\, Professeur à l’Université de Rome “Tor Vergata” (Co Directeur de Thèse)\nMme. Bernardetta ADDIS\, Maître de conférences à Loria (Co Directeur de Thèse)\n\nInvitée : \n\nM. Eric FAVRE\, Professeur à l’Université de Lorraine\n\n  \nRésumé :\nLes procédés de séparation membranaire sont une technologie bien connue et déjà largement utilisée dans le domaine de la purification des gaz. Ces procédés sont applicables à de nombreux secteurs d’activités industriels. Selon les performances de séparation recherchées\, elles peuvent constituer une alternative intéressante aux technologies existantes de traitement des gaz (adsorption\, cryogénie\, contacteurs gaz/liquide). Pour exploiter au mieux cette technologie\, le développement d’outils d’aide à la décision permettant d’identifier les procédés et les conditions opératoires économiquement avantageux est absolument nécessaire. Bien que les approches expérimentales d’optimisation appliquées à différentes études de cas conservent un intérêt certain\, une approche générale et sa validation dans le cadre de différentes études de cas font toujours défaut. L’objectif principal de cette thèse est de développer un outil numérique le plus générique possible d’optimisation de procédés de séparation membranaire. \nDans ce travail\, la synthèse du procédé membranaire est traitée et modélisée comme un problème d’optimisation mathématique non linéaire et non convexe basé sur un paradigme de superstructure couvrant une combinatoire d’unités (modules membranaires\, compresseurs\, pompes à vide) et de connexions la plus exhaustive possible. Des fonctions de coûts réalistes et détaillées sont utilisées comme fonction objectif dans l’optimisation. Une stratégie d’optimisation globale est appliquée. \nL’efficacité de cette démarche d’optimisation est dans un premier temps validée en comparant sa solution à celles présentées dans la littérature. La méthode proposée est ensuite appliquée à l’optimisation de plusieurs cas emblématiques de la séparation de gaz (CO2 de gaz de haut fourneaux\, séparation O2=N2 de l’air\, traitement du biogaz et du gaz naturel). Différents degrés de liberté du système sont permis et analysés selon les cas (pressions variables\, type de membrane variable). L’analyse détaillée des résultats est discutée en termes d’architecture de procédés et de distribution des coûts (CAPEX\, OPEX) \n————— \nTitle: “Optimization of membrane process architecture” \nIt will take place next Friday\, 06 December at 9:30 in the Amphi A (ENSIC\, Building A\, First floor\, 1 Rue Grandville\, 54000 Nancy). \n  \nAbstract:\nMembrane separation is a well-known technology in gas purification\, which is applicable in different aspects of the industry. Over the last decades\, depending on the required separation performances\, it became a viable alternative to several gas separation technologies (adsorption\, cryogenics\, and gas/liquid contactors). To exploit at best this technology\, nevertheless\, tools to find cost-effective designs and operating conditions are necessary. While experimental optimization approaches applied to different case studies have been investigated extensively\, a more generic optimization approach and its validation along different case studies are still missing. The work of this thesis starts with this key observation and tries to fill this gap. \nThe membrane process synthesis is modelled as a nonlinear and non-convex mathematical optimization problem based on a superstructure paradigm covering a wide range of possible units (membrane modules\, compressors\, and vacuum pumps) and connections as exhaustive as possible. Realistic and detailed cost functions are used as the objective in the optimization. A global optimization strategy is presented to solve the aforementioned optimization problem. \nThe efficiency of this overall optimization approach is\, first\, validated by comparing its solution with the ones presented in the literature. Then\, the proposed method is applied to the optimization of several important gas separation cases (CO2 recovery from blast furnace gas\, O2=N2 air separation\, and biogas and natural gas purification) by increasing the membrane system degree of freedom step by step. Detailed analysis of the results is discussed in terms of process architecture and cost distribution (CAPEX\, OPEX). \n 
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SUMMARY:Soutenance de thèse : Hoang-Long Nguyen
DESCRIPTION:Titre : “Système de transparence basé sur la blockchain” \nLe jury est composé de : \nRapporteurs : \n\nMaria Potop Butucaru – Professeur\, Sorbonne Universite LIP 6\nWolfgang Prinz – Professeur\, RWTH Aachen et Fraunhofer FIT\n\nExaminateurs : \n\nEmmanuelle Anceaume – Chargée de recherche CNRS\, Irisa\nBryan Ford – Professeur\, EPFL\nMichael Rusinowitch – Directeur de recherche\, Inria Nancy-Grand Est\n\nEncadrants : \n\nOlivier Perrin – Professeur\, Université de Lorraine\nClaudia-Lavinia Ignat – Chargée de recherche\, Inria Nancy-Grand Est\n\nRésumé : \nDe nos jours\, assurer la sécurité de bout en bout des informations transmises est devenu un des besoins essentiels des systèmes informatiques. Pour répondre à cette exigence\, les fournisseurs de services fondent généralement leur sécurité sur un tiers de confiance afin de certifier l’authenticité et d’orchestrer le processus de communication. Malheureusement\, ce tiers de confiance peut-être compromis ou malveillant. Pour répondre à cette problématique de confiance\, des approches visent à accroître la transparence des clés ou des certificats délivrés. Dans ces approches\, chaque autorité centralisée délivrant une clé ou un certificat maintient un historique immutable en utilisant une structure de données authentifiée qui permet la détection rapide des modifications malicieuses des données stockées. \nDans ce manuscrit\, nous étudions les approches de transparence appliquées au stockage des clés publiques de chiffrement permettant de résoudre un défi classique de la communication chiffrée de bout en bout : assurer l’authenticité des clés publiques. \nL’état de l’art montre des limitations au niveau de la sécurité\, de la facilité d’utilisation et de l’adoptabilité des solutions actuelles. De manière générale\, les approches centralisées sont vulnérables à la compromission du serveur\, tandis que les approches basées sur la décentralisation du tiers de confiance sont difficiles à mettre en œuvre car elles demandent des changements significatifs. En outre\, la vérification manuelle des clés est sujette aux erreurs et difficile à utiliser. Toutefois\, nous avons observé qu’une chaîne de blocs (blockchain)\, un registre distribué inviolable pourrait être utilisée pour améliorer les systèmes existants basés sur l’approche de transparence de clés. \n_____________________ \n  \nTitle: “Blockchain based transparency system” \nAbstract: \nEnd to End secure communication over the Internet is becoming an essential part of the daily lives. To provide such feature\, many service providers rely on a central trusted third party to authenticate\, verify or orchestrate the communication process. However\, this raises great concern from users as the trusted party can be compromised. Transparency system is a recent approach that aims to solve this problem. In such systems\, the centralized server employs authenticated data structure to provide an immutable history of the server so that any malicious modification to the server data can be detected shortly. \nWe studied the application of transparency system in key verification\, a classic security problem for end to end encrypted communication that make sure exchanged public keys are authenticated. We found that state-of-the-art approaches to secure key verification are inadequate in terms of security\, usability and adoptability. Generally\, the centralized approach is vulnerable to server compromise\, other efforts on decentralizing the trusted third party is hard to be adopted as it requires significant change in existing systems. Meanwhile\, manual key verification is error prone and difficult to use. We also observe that the blockchain\, a novel tamper resistant distributed digital ledger\, can be used to improve existing key transparency system. \n 
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SUMMARY:D3 seminar by Gabriele Castellano
DESCRIPTION:D3 seminar by Gabriele Castellano from Politecnico di Torino. \nTitle: “On the Orchestration of Dynamic Services over Distributed IT Infrastructures” \n  \nAbstract: \nEdge Computing is moving resources toward the network borders\, thus enabling the deployment of a pool of novel applications that benefit from the new distributed infrastructure. However\, due to the heterogeneity of such applications\, specific orchestration strategies need to be adopted for each deployment request. Each application can potentially require different optimization criteria and may prefer particular reactions upon the occurrence of the same event. This work proposes a Service-Defined approach for orchestrating cloud/edge services in a distributed fashion\, where each application can define its own orchestration strategy by means of declarative statements\, which are parsed into a Service-Defined Orchestrator (SDO).\nMoreover\, to coordinate the coexistence of a variety of SDOs on the same infrastructure while preserving the resource assignment optimality\, a fully Distributed Resources AssiGnment and OrchestratioN algorithm (DRAGON) is proposed\, which seeks optimal partitioning of shared resources between different actors.\nThe advantages of the Service-Defined orchestration approach have been evaluated over some representative edge use cases\, and convergence and performance properties of DRAGON have been measured on a prototype implementation\, assessing the benefits compared to conventional orchestration approaches. \n  \nBio: \nGabriele Castellano is a Ph.D. student from Politecnico di Torino\, where he received his Master’s degree in Computer Engineering in 2016. His research interests include service virtualization\, resource orchestration\, distributed optimization\, and software-defined networking. In 2017-2018\, he has been a research fellow at Saint Louis University\, where he worked on distributed algorithms for edge resource allocation. He is currently pursuing an internship at Telefonica I+D (Barcelona)\, on orchestrating Machine Learning based inference tasks at the edge of the network. \n 
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SUMMARY:Soutenance de HDR par Gilles Simon
DESCRIPTION:Sujet : “Positionnement Visuel pour la Réalité Augmentée en Environnement Bâti” \n  \nRapporteurs : \n\nAgnès Desolneux\, Directrice de Recherche au CNRS et Professeur attachée au département de maths de l’ENS Paris-Saclay.\nEric Marchand\, Professeur à l’Université de Rennes 1\nPeter Sturm\, Directeur de Recherche à Inria\n\nExaminateurs : \n\nMarie-Odile Berger\, Directrice de Recherche à Inria\nCédric Demonceaux\, Professeur à l’Université de Bourgogne\nAntoine Tabbone\, Professeur à l’Université de Lorraine\n\n  \nRésumé \nMesurer en temps réel la pose d’une caméra relativement à des repères tridimensionnels identifiés dans une image vidéo est un\, sinon le pilier fondamental de la réalité augmentée. Nous proposons de résoudre ce problème dans des environnements bâtis\, à l’aide de la vision par ordinateur. Nous montrons qu’un système de positionnement plus précis que le GPS\, et par ailleurs plus stable\, plus rapide et moins coûteux en mémoire que d’autres systèmes de positionnement visuel introduits dans la littérature\, peut être obtenu en combinant divers types d’approches: approche probabiliste (détection a contrario des points de fuite de l’image)\, apprentissage profond (proposition de boites contenant des façades\, élaboration d’un descripteur de façades basé sur un réseau de neurones convolutifs)\, inférence bayésienne (recalage par espérance-maximisation d’un modèle géométrique et sémantique compact des façades identifiées) et sélection de modèle (analyse des mouvements de la caméra par suivi de plans texturés). Nous proposons de plus une méthode de modélisation in situ permettant d’obtenir de manière fiable\, de par leur confrontation immédiate à la réalité\, des modèles 3D utiles au calcul de pose tel que nous l’envisageons. \n  \nAbstract \nMeasuring a camera pose with respect to three-dimensional landmarks identified in a video image is one\, if not the fundamental pillar of augmented reality. We propose to solve this problem in built environments\, using computer vision. We show that a positioning system more accurate than the GPS and more stable\, faster and less expensive in memory than other visual positioning systems introduced into the literature\, can be obtained by combining various techniques such as probabilistic methods (a-contrario detection of vanishing points)\, deep learning (proposal of boxes containing facades\, designing of a facade descriptor based on a convolutional neural network)\, Bayesian inference (registration based on expectation-maximization of a compact geometric and semantic model of the identified facades) and model selection (analysis of the camera motion by tracking textured planar surfaces). We also propose an immersive\, image-based modeling tool\, aimed at reliably obtain 3D models useful for computing the pose. \n 
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SUMMARY:Soutenance de thèse : Florian Denis-le Coarer
DESCRIPTION:Mardi 10 décembre 2019 à 10h\, sur le campus de Metz de CentraleSupélec (2 rue Edouard Belin\, 57070 Metz)\, en amphithéâtre.\nLes travaux seront présentés en anglais. \nTitre : « Neuromorphic computing using nonlinear ring resonators on a Silicon photonic chip » \nComposition du jury :\nM. Sylvain Gigan\, Professeur des Universités\, HDR\, Université Sorbonne\, LKB\, Paris rapporteur\nM. Serges Massar\, Professeur\, ULB\, Bruxelles rapporteur\nM. Peter Bienstman\, Professeur\, Ghent University examinateur\nMme Sylvie Menezo\, Dr\, CEO SCINTIL Photonics examinatrice\nM. Marc Sciamanna\, Professeur\, LMOPS\, CentraleSupélec directeur de thèse\nM. Damien Rontani\, Maître de conférences\, LMOPS\, CentraleSupélec co-directeur de thèse \n  \nRésumé :\nAvec les volumes exponentiels de données numériques générées chaque jour\, un besoin de traitement des données en temps réel et économe en énergie s’est fait sentir. Ces défis ont motivé la recherche sur le traitement non conventionnel de l’information. Parmi les techniques existantes\, l’apprentissage machine est un paradigme très efficace de l’informatique cognitive. Il fournit\, au travers de nombreuses implémentations dont celle des réseaux de neurones artificiels\, un ensemble de techniques pour apprendre à un ordinateur ou un système physique à effectuer des tâches complexes\, telles que la classification\, la reconnaissance de formes ou la génération de signaux. Le reservoir computing a été proposé il y a une dizaine d’années pour simplifier la procédure d’entraînement du réseau de neurones artificiels. En effet\, le réseau est maintenu fixe et seules les connexions entre la couche de lecture et la sortie sont entraînées par une simple régression linéaire. L’architecture interne d’un reservoir computer permet des implémentations au niveau physique\, et plusieurs implémentations ont été proposées sur différentes plateformes technologiques\, dont les dispositifs photoniques. Le reservoir computing sur circuits intégrés optiques est un candidat très prometteur pour relever ces défis. L’objectif de ce travail de thèse a été de proposer trois architectures différentes de réservoir intégré basées sur l’utilisation des micro-anneaux résonnants. Nous en avons numériquement étudié les performances et mis en évidence des vitesses de traitement de données pouvant atteindre plusieurs dizaines de Gigabit par seconde avec des consommations énergétiques de quelques milliwatt. \n  \nAbstract :\nWith the exponential volumes of digital data generated every day\, there is a need for real-time\, energy-efficient data processing. These challenges have motivated research on unconventional information processing. Among the existing techniques\, machine learning is a very effective paradigm of cognitive computing. It provides\, through many implementations including that of artificial neural networks\, a set of techniques to teach a computer or physical system to perform complex tasks\, such as classification\, pattern recognition or signal generation. Reservoir computing was proposed about ten years ago to simplify the procedure for training the artificial neural network. Indeed\, the network is kept fixed and only the connections between the reading layer and the output are driven by a simple linear regression. The internal architecture of a reservoir computer allows physical implementations\, and several implementations have been proposed on different technological platforms\, including photonic devices. On-chip reservoir computing is a very promising candidate to meet these challenges. The objective of this thesis work was to propose three different integrated reservoir architectures based on the use of resonant micro-rings. We have digitally studied its performance and highlighted data processing speeds of up to several tens of Gigabits per second with energy consumption of a few milliwatts. \n 
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SUMMARY:Soutenance de thèse : Justine Reynaud
DESCRIPTION:Titre : “Découverte de définitions dans le web des données” \nJury \nRapporteurs : \n\nCatherine Faron-Zucker\, Maître de conférence HDR\, Université de Nice Sophia Antipolis\nFatiha Saïs\, Maître de conférence HDR\, Université Paris Sud\n\nExaminateurs : \n\nLuis Galarraga\, Chargé de recherche INRIA\, IRISIA\, Rennes\nClaire Gardent\, Directrice de recherche CNRS\, Loria\, Nancy\n\nDirecteurs de thèse : \n\nAmedeo Napoli\, Directeur de recherche CNRS\, Loria\, Nancy\nYannick Toussaint\, Professeur\, Université de Lorraine\, Nancy\n\nInvitée : \n\nNathalie Pernelle\, Maître de conférence HDR\, Université Paris Sud\n\n  \nRésumé \nDans cette thèse\, nous nous intéressons au web des données et aux “connaissances” que potentiellement il renferme. Le web des données se présente comme un très grand graphe constitué de bases de triplets RDF connectées entre elles. Un triplet RDF\, dénoté (sujet\, prédicat\, objet)\, représente une relation (le prédicat) qui existe entre deux ressources (le sujet et l’objet). Les ressources peuvent appartenir à une ou plusieurs classes\, où une classe regroupe des ressources partageant des caractéristiques communes. Ainsi\, ces bases de triplets RDF peuvent être vues comme des bases de connaissances interconnectées. \nLa plupart du temps ces bases de connaissances sont construites de manière collaborative par des utilisateurs. C’est notamment le cas de DBpedia\, une base de connaissances centrale dans le web des données\, qui encode le contenu de Wikipédia au format RDF. DBpedia est construite à partir de deux types de données de Wikipédia : d’une part\, des données (semstructurées telles que les infoboxes et d’autre part les catégories\, qui sont des regroupements thématiques de pages générés manuellement. Cependant\, la sémantique des catégories dans DBpedia\, c’est-à-dire la raison pour laquelle un agent humain a regroupé des ressources\, n’est pas explicite. De fait\, en considérant une classe\, un agent logiciel a accès aux ressources qui y sont regroupées — il dispose de la définition dite en extension — mais il n’a généralement pas accès aux “motifs” de ce regroupement — il ne dispose pas de la définition dite en intension. \nDans cette thèse\, nous cherchons à associer une définition à une catégorie en l’assimilant à une classe de ressources. Plus précisément\, nous cherchons à associer une intension à une classe donnée en extension.\nLa paire (extension\, intension) produite va fournir la définition recherchée et va autoriser la mise en œuvre d’un raisonnement par classification pour un agent logiciel. Cela peut s’exprimer en termes de conditions nécessaires et suffisantes : si x appartient à la classe C\, alors x a la propriété P (condition nécessaire)\, et si x a la propriété P\, alors il appartient à la classe C (condition suffisante). Deux méthodes de fouille de données complémentaires nous permettent de matérialiser la découverte de définitions\, la fouille de règles d’association et la fouille de redescriptions. \nDans le mémoire\, nous présentons d’abord un état de l’art sur les règles d’association et les redescriptions. Ensuite\, nous proposons une adaptation de chacune des méthodes pour finaliser la tâche de découverte de définitions. Puis nous détaillons un ensemble d’expérimentations menées sur DBpedia\, où nous comparons qualitativement et quantitativement les deux approches. Enfin les définitions découvertes peuvent potentiellement être ajoutées à DBpedia pour améliorer sa qualité en termes de cohérence et de complétude. \n 
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SUMMARY:Soutenance HDR par Adrien Coulet
DESCRIPTION:English version at the end \nTitre :  “Mises en correspondances de données\, textes et connaissances pour la découverte de connaissances biomédicales”. \nRapporteurs :\nNathalie Aussenac-Gilles IRIT\, CNRS\nSarah Cohen-Boulakia LRI\, Université Paris-Sud\nOlivier Curé IGM\, Université Paris-Est Marne-la-Vallée \nExaminateurs :\nOlivier Dameron IRISA\, Université de Rennes 1\nMarie-Dominique Devignes LORIA\, CNRS\nAnne Gégout-Petit IECL\, Université de Lorraine\nAmedeo Napoli LORIA\, CNRS \n  \nRésumé : \nLes connaissances peuvent revêtir des formes multiples en informatique : elles peuvent être écrites en langage naturel dans des textes\, un format difficile à manipuler pour les machines ; elles peuvent être formalisées dans des bases de connaissances alors appréhendables dans une certaine mesure grâces aux outils du Web Sémantique ; ou encore être présentes\, de façon sous-jacente\, dans un ensemble de données en attente d’analyse. Ces trois types de représentations de connaissances plus ou moins formalisées\, plus ou moins explicites coexistent dans de nombreux domaines\, et c’est notamment le cas dans le domaine biomédical auquel nous nous intéressons particulièrement. Malgré cette coexistence\, ces types de connaissances ne sont généralement pas confrontés les uns aux autres. Il paraît pourtant très utile d’être capable de les comparer et cela pour les quatre raisons suivantes : cela permet d’intégrer un panorama de connaissances disponibles et de proposer un accès unique à celui-ci ; de détecter des accords et désaccords entre les sources ; d’évaluer des extraction de connaissances à partir de données ; et enfin de faciliter l’extraction de connaissances en s’appuyant sur des connaissances pré-existantes. Sans forcement les atteindre tous les quatre\, nous présentons dans ce mémoire différentes contributions qui mettent en correspondance données\, textes et ontologies avec ces objectifs en vue. Dans un premier temps nous abordons les mises en correspondances entre ontologies et données ou textes. Dans un second temps nous considérons l’utilisation de ces correspondance pour l’analyse de données et en particulier de données cliniques. Enfin\, nous présentons des approches de fouille de données appliquées à des graphes de connaissances\, un contexte particulier où données et connaissances sont déjà liées. Nous nous attacherons dans tous les cas à expliquer comment les connaissances peuvent guider la découverte de connaissances. \n————— \nTitle : “Mappings between data\, texts and knowledge for biomedical knowledge discovery” \nAbstract: \nIn computer science\, knowledge can take many forms: it can be formalized in text\, a format difficult to handle for machines; it can be represented in knowledge bases\, then interpretable to some extend by machines; or being latent in a set of data awaiting to be analysed. These variously formalized representations of knowledge coexist in many fields\, and in particular in biomedicine\, our domain of interested. However they are most of the time not compared with each other\, eventhought this comparison has many potential. Comparison would allow to provide a unique access to available knowledge; to detect agreements between various sources; to evaluate knowledge discovery; and to reuse knowledge to guide knowledge discovery. Without achieving all of them\, we present in this manuscript several contributions that use mappings between data\, texts and ontologies with these goals in mind. First\, we consider data and text annotations\, i.e.\, mappings between data\, text and ontologies. Then\, we consider annotations of Electronic Health Records and how these can help analyse clinical data. Finally\, we explore the mining of knowledge graphs\, a particular setting where data and knowledge are already connected. In each case\, we will explain how knowledge may guide knowledge discovery. \n 
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SUMMARY:Soutenance de thèse : Andrii Shachykov
DESCRIPTION:Title: “Neural modeling of human motor coordination inspired by biological signals aiming for parkinsonian gaits” \n  \nThe members of the jury:\n\n\nM. Patrick HENAFFLORIA – CNRS\, INRIA et Université de Lorraine – Co-directeur de thèse\nM. Oleksandr SHULYAKNTUU ”Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute” – Co-directeur de thèse\nMme Tetiana AKSENOVACEA Grenoble – Rapporteur\nM. Yannick AOUSTIN Université de Nantes – Rapporteur\nMme Christine AZEVEDO Laboratoire d’Informatique et de Robotique de Montpellier – Examinateur\nM. Julien FRERE Université de Lorraine – Examinateur\nM. Anton POPOVNTUU ”Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute” – Examinateur\n\n\n\n\n  \nAbstract:\n\n\nMy thesis aims to simulate the impact of motor disorders on the human gait to help non-invasive diagnosis of neurodegenerative diseases such as Parkinson’s disease. Indeed\, the simulation of the human locomotor system helps to deepen our understanding of the functioning of the human body by providing biological\, biomechanical and kinematic data that would be difficult to collect otherwise and by helping to evaluate the coordination of a patient’s movements to predict its condition after surgery.\n\n\nThe goal of my thesis is\, more specifically\, to create a new platform for neuro-musculoskeletal simulation of the human locomotor system to reproduce healthy or altered walking gaits by Parkinson’s disease or by disorders of the musculoskeletal system or locomotor disorders.\n\n\nFor that\, the main principles of the nervous system that control human locomotion are reviewed by focusing on neural structures located in the brain and which are the sources of parkinsonian disorders. Next\, I describe how control signals are transmitted in the spinal cord to control muscle activity through several closed loops.\n\n\n\n\n\n\nThen\, the neural control of the future simulation platform is presented. This controller is based on an original model of central pattern generator (CPG) inspired by the spinal locomotor network and developed at LORIA in recent years. This CPG model can generate variable rhythmic signals according to its intrinsic neural parameters\, which are controlled by downlink signals from the decision-making module modeling the behavior of the basal ganglia. CPG motoneuron output signals are applied as an excitation to the flexor / extensor muscles in the model.\n\nAfter that\, I describe the musculoskeletal simulators used in this thesis as well as the modifications made to obtain a closed-loop physical simulation of the locomotor system walking on the ground and whose proprioceptive and exteroceptive sensory feedback is used by the CPGs. As a first step\, the musculoskeletal simulator GAIT2DE was used for simplicity\, then the method and models were implemented in the OpenSim simulator which is more realistic and more used in Biomechanics field.\n\n\nFurther\, the simulated gait analysis and controller parameter optimization are considered. The gait analysis part consists of gait cycle explanation and its application for decomposing of simulated and real human gait data. The gait cycle is used in comparison of simulation data with parameters of real gait and controller optimization method based on comparative analysis using cross-correlation.\n\nFinal part of thesis presents the results obtained with the OpenSim and GAIT2DE simulators by integrating a complete circuitry based on CPGs and a reflex controller of equilibrium based on proprioceptive feedback. These results show that it is possible to generate different walking patterns that are relatively stable and coordinated by modifying the neuronal parameters of GPCs\, thus reproducing the patterns observed for Parkinson’s disease or other well-known gait disorders in medicine. Finally\, I show that this platform can simulate various paces due to Parkinson’s disease or muscle degeneration.\n\n\nThe last part of work concerns the conclusion and the perspectives. It summarizes the work developed in the thesis by proposing some improvements in CPG circuitry and in the modifications that should be made to OpenSim. The perspectives concern the simulation platform as a whole that will allow to simulate abnormal gait due to different causes such as neurodegenerative diseases or the impact of the addition of artificial limbs (prostheses) and surgical interventions.
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SUMMARY:Soutenance de thèse : Erinc Merdivan
DESCRIPTION:Mardi 17 décembre 2019 à 14h\, sur le campus de Metz de CentraleSupélec (2 rue Edouard Belin\, 57070 Metz)\, en amphithéâtre.\nLes travaux seront présentés en anglais. \n\n\nTitre : « Ambiant Assisted Living with Deep Learning »\n\n\nComposition du jury \nM. Fabrice Lefèvre\, Professeur des Universités\, Université d’Avignon (rapporteur)\nM. Philippe Preux\, Professeur des Universités\, Université de Lille (rapporteur)\nMme Lydia Boudjeloud-Assala Baya\, Maîtresse de Conférence HDR\, Université de Lorraine\nM. Romuald Elie\, Professeur des Universités\, Université Paris Est – Marne la Vallée\nM. Hervé Frezza-Buet\, Professeur HDR\, CentraleSupélec\nM. Matthieu Geist\, Professeur des Universités\, Université de Lorraine\, détaché chez Google (directeur de thèse)\n  \nRésumé :\nL’aide ambiante à la personne (ambiant assisted living) a pour objectif d’accompagner le vieillissement de la population. Cela s’instancie notamment par les maisons intelligentes (smart homes)\, équipées de multiples capteurs connectés\, dont un des objectifs est de prolonger le maintien à domicile des personnes âgées. La thèse s’attache d’abord à introduire la problématique générale des maisons intelligentes\, avant de présenter plus avant les trois sous-thématiques qui font plus particulièrement l’objet de nos travaux\, à savoir la reconnaissance d’activités\, la confidentialité et les systèmes de dialogue. La reconnaissance d’activités consiste à déterminer les activités courantes d’une personne ou d’un groupe de personnes\, à partir des données (brutes) des capteurs dont est équipée la maison. On peut citer comme exemple la détection de la chute d’une personne. Une maison intelligent repose typiquement sur l’internet des objets (Internet of Things\, ou IoT). De nombreuses données sont produites\, pouvant contenir des informations privées ou sensibles. Une partie de ces données doit être partagée avec l’extérieur\, ce qui peut poser des problèmes de confidentialité. Enfin\, pour interagir avec la maison intelligente\, un moyen naturel pour l’utilisateur est d’utiliser le dialogue\, sujet traité par les systèmes de dialogue.\n  \nAbstract :\nAmbient assisted living aims to support the ageing population. This is particularly the case with smart homes\, equipped with multiple connected sensors\, which enables to extend home care for the elderly. In my thesis\, I start with the general problem of smart homes\, after presenting further the three sub-themes that are the subject of the thesis\, namely the activity recognition\, privacy and dialogue systems. Activity recognition is the process of determining the day-to-day activities of a person or a group of people from the (raw) sensor data that the home is equipped with. An example of this is the detection of a person’s fall. A smart home is typically based on the Internet of Things (IoT). Many data are produced\, which may contain private or sensitive information. Some of this data must be shared externally\, which may pose privacy issues. Finally\, a natural way of communication for the user is to use the dialogue to interact with the smart home via dialogue manager. The thesis proposes contributions on these three sides\, most of them based on deep learning.
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SUMMARY:Soutenance de thèse : Nyoman Juniarta
DESCRIPTION:Titre : “Fouille de données complexes et biclustering avec l’analyse formelle de concepts”\n  \nComposition du jury :\nRapporteurs :\nMarc Plantevit\, Maître de conférence HDR\, Université Claude Bernard Lyon 1\nHenry Soldano\, Maître de conférence HDR\, Université Paris 13\nExaminateurs :\nPeggy Cellier\, Maître de conférence\, INSA Rennes\nFlorence Le Ber\, Directrice de recherche\, Université de Strasbourg\nSara C. Madeira\, Professeure associée\, Université de Lisbonne\nMohamed Nadif\, Professeur\, Université Paris 5\nDirecteurs de thèse :\nAmedeo Napoli\, Directeur de recherche\, CNRS\, LORIA\nMiguel Couceiro\, Professeur\, Université de Lorraine\n\n   \nRésumé :\n  \nL’extraction de connaissances dans les bases de données (ECBD) est un processus qui s’applique à de (potentiellement larges) volumes de données pour découvrir des motifs qui peuvent être signifiants et utiles. Dans cette thèse\, on s’intéresse à deux étapes du processus d’ECBD\, la transformation et la fouille\, que nous appliquons à des données complexes. Nous présentons de nombreuses expérimentations s’appuyant sur des approches et des types de données variés.\nLa première partie de cette thèse s’intéresse à la tâche de biclustering en s’appuyant sur l’analyse de concepts formels (Formal Concept Analysis\, FCA) et aux pattern structures. Dans une matrice binaire\, la FCA permet de découvrir tous les rectangles maximaux composés de 1s. Cette tâche est naturellement liées au biclustering\, dont l’objectif consiste à grouper simultanément un ensemble de lignes et de colonnes qui vérifient certaines régularités. Les pattern structures sont une généralisation de la FCA qui permet de travailler avec des données plus complexes. Par conséquent\, au lieu de considérer des données binaires\, les pattern structures sont utilisées avec des données numériques\, des arbres\, ou des graphes. Les “partition pattern structures” ont été proposées pour du biclustering à colonnes constantes tandis que les “interval pattern structures” ont été étudiées pour du biclustering à colonnes similaires. Nous proposons ici d’étendre ces approches afin d’énumérer d’autres types de biclusters : additif\, multiplicatif\, préservant l’ordre\, et changement de signes cohérents.\n  \nDans la seconde partie\, nous nous intéressons à deux expériences de fouille de données complexes. Premièrement\, nous présentons une contribution dans la quelle nous analysons les trajectoires des visiteurs d’un musée dans le cadre du projet CrossCult. Nous utilisons du clustering de séquences et de la fouille de motifs séquentiels basée sur l’analyse formelle de concepts pour découvrir des motifs dans les données et classifier les trajectoires. Cette analyse peut ensuite être exploitée par un système de recommandation pour les futurs visiteurs. Deuxièmement\, nous présentons un travail sur la découverte de médicaments antibactériens. Les jeux de données pour cette tâche\, généralement des matrices numériques\, décrivent des molécules par un certain nombre de variables/attributs. Le grand nombre de variables complexifie la classification des molécules par les classifieurs. Ici\, nous étudions une approche de sélection de variables basée sur l’analyse log-linéaire qui découvre des associations entre variables.\nEn somme\, cette thèse présente différentes expériences de fouille de données réelles et complexes.\n 
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SUMMARY:Soutenance de thèse : Maria Elisa Ruiz Echartea
DESCRIPTION:Title: “Pairwise and Multi-Component  Protein-Protein Docking Using  Exhaustive Branch-and-Bound  Tri-Dimensional Rotational Searches” \nReferees: \n\nFrederic Cazals\, Research Director Inria\, Sophia Antipolis Mediterranee\nRaphael Guerois\, Research Scientist CEA\, Institut de Biologie Integrative de la Cellule\, Saclay\n\nExaminers: \n\nJuan Cortes\, Research Director CNRS\, Laboratoire d’analyse et d’architecture des systemes\, Toulouse\nPablo Chacon\, Research Scientist CSIC\, Rocasolano Physical Chemistry Institute\, Madrid\, Spain\n\nAdvisors: \n\nDavid W. Ritchie\, Research Scientist\, LORIA\, Nancy\nIsaure Chauvot de Beauchene\, Research Scientist\, CNRS\, LORIA\, Nancy\nMarie-Dominique Devignes\, Research Scientist\, CNRS HDR\, LORIA\, Nancy\n\n  \nAbstract: \nDetermination of tri-dimensional (3D) structures of protein complexes is crucial to increase research advances on biological processes that help\, for instance\, to understand the development of diseases and their possible prevention or treatment. The difficulties and high costs of experimental methods to determine protein 3D structures and the importance of protein complexes for research have encouraged the use of computer science for developing tools to help filling this gap\, such as protein docking algorithms. The protein docking problem has been studied for over 40 years. However\,\ndeveloping accurate and efficient protein docking algorithms remains a challenging problem due to the size of the search space\, the approximate nature of the scoring functions used\, and often the inherent flexibility of the protein structures to be docked. \nThis thesis presents an algorithm to rigidly dock proteins using a series of exhaustive 3D branch-and-bound rotational searches in which non-clashing orientations are scored using ATTRACT. The rotational space is represented as a quaternion “pi-ball”\, which is systematically sub-divided in a “branch-and-bound” manner\, allowing efficient pruning of rotations that will give steric clashes. The contribution of this thesis can be described in three main parts as follows. 1) The algorithm called EROS-DOCK to assemble two proteins. It was tested on 173 Docking Benchmark complexes. According to the CAPRI quality criteria\, EROS-DOCK typically gives more acceptable or medium quality solutions than ATTRACT and ZDOCK. 2)The extension of the EROS-DOCK algorithm to allow the use of atom-atom or residue-residue distance restraints using a text file. The results show that using even just one residue-residue restraint in each interaction interface is sufficient to increase the number of cases with acceptable solutions within the top 10 from 51 to 121 out of 173 pairwise docking cases. Hence\, EROS-DOCK offers a new improved search strategy to incorporate experimental data\, of which a proof-of-principle using synthetic data is demonstrated in this thesis\, and that this might be especially important for multi-body complexes. 3)The extension of the algorithm to dock trimeric complexes. However\, finding an optimal solution is a combinatorially hard problem. Thus\, the method proposed was based on the premise that all of the interfaces in a multi-body docking solution should be similar to at least one interface in each of the lists of pairwise docking solutions. Then\, a new fast technique to calculate the RMSD between pairs of transformation matrices and an adaptation of the branch-and-bound rotational search algorithm were used to accelerate the search for low RMSD docking solutions. The algorithm was tested on a home-made benchmark of 11 three-body cases. Seven complexes obtained at least one acceptable quality solution in the top 50. \nIn future\, the EROS-DOCK algorithm can evolve by integrating improved scoring functions and other types of restraints. Moreover\, it can be used as a component in elaborate workflows to efficiently solve complex problems of multi-protein assemblies. \n 
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SUMMARY:CAPSID Seminar by Juan Cortés
DESCRIPTION:Seminar by Juan Cortés\, LAAS-CNRS\, Toulouse\, France \nTitle: Several stories about tripeptides: basic components for modeling flexible protein structures \nSummary:\nFrom a mechanical point of view\, fragments of three consecutive amino acid residues (called tripeptides hereafter) are very interesting elements of polypeptide chains. Indeed\, if we consider the bond torsion angles as the main degrees of freedom\, the 6 angles in a tripeptide (3 pairs of phi-psi angles\, neglecting the variation of omega angles) are the minimal number allowing full relative mobility of the two ends of the chain. Besides\, using techniques originating from robotics\, the angle values corresponding to a given pose of the two ends the can be obtained very efficiently. This property has been exploited over decades within conformational sampling methods applied to cyclic peptides or protein loops. It can also be used to enhance conformational sampling of globular proteins using Monte Carlo methods\, or to conceive sophisticated algorithms for modeling large-amplitude conformational transitions. In the first part of my presentation\, I will briefly talk about all these applications. \nTripeptides are also interesting elements from a structural point of view. They are minimalistic fragments capturing local\, sequence-dependent structural preferences of proteins. To encode and to analyze these structural properties\, we have constructed an exhaustive database to tripeptide conformations extracted from experimentally-determined high-resolution protein structures. In the second part of the talk\, I will show how this database can be used to construct realistic models of intrinsically disordered proteins (IDPs) and to predict the propensity of some regions to form secondary structure elements. \n 
URL:https://www.loria.fr/event/capsid-seminar-by-juan-cortes/
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