Le laboratoire des signaux et systèmes intégrés (LSSI), fondé en 1998 au Département de génie électrique et génie informatique de l’Université du Québec à Trois-Rivières, axe ses travaux sur le développement de méthodes de traitement numérique des signaux en interaction avec l’implémentation en microélectronique ou microsystèmes. Par cette approche, le laboratoire de recherche répond à des besoins grandissants dans plusieurs domaines stratégiques tels que les systèmes de télécommunication, le domaine biomédical, les systèmes de mesures et de commandes. Les télécommunications mobiles et le domaine biomédical sont des exemples où la proposition d’algorithmes à base d’intelligence artificielle devient décisive. Il est essentiel de proposer des solutions respectant à la fois les exigences en traitements des signaux et en microélectronique pour optimiser les compromis, entre autres, les besoins en technologie de calcul rapide, la haute précision et le faible coût/consommation.
Un savoir-faire unique :
Ces dernières années, le LSSI a connu une forte croissance avec l’arrivée de la Chaire de recherche sur les signaux et l’intelligence des systèmes haute performance du professeur Daniel Massicotte. L’équipe se compose de professeurs, de chercheurs et d’étudiants gradués avec des expertises complémentaires et est appuyée par de nombreuses collaborations internationales et industrielles. Elle développe des solutions innovantes pour des systèmes complexes, alliant l’intelligence artificielle et l’implémentation sur du matériel de calcul numérique haute performance. La haute performance d’un système revient à trouver une solution optimale pour atteindre simultanément plusieurs objectifs de fonctionnement. Un système complexe se définit par plusieurs composantes en interactions rendant difficile la prédiction de son évolution ou comportement, par exemple, système de communication, acoustique, électromécanique, robotique et activité neuronal ou neuromusculaire.
Une approche unique :
Dans le cadre des projets, l’équipe privilégie une approche de développement de méthodes s’inspirant de la nature, entre autres, l’intelligence artificielle (réseaux de neurones, machine automatique, apprentissage profond), les algorithmes évolutionnaires, les métaheuristiques, la transformée du domaine, la logique floue, l’analyse des données de substitution et le fractal. Une approche particulièrement bien adaptée pour analyser, modéliser, identifier et commander des systèmes complexes. Compte tenu des volumes de calculs, dans les courtes périodes de temps imparti, inhérents à la résolution des problèmes, des implémentations en technologie à processeurs multicœurs et graphiques, réseau logique programmable et/ou circuit intégré dédié à une application sont essentielles.
Le LSSI et la Chaire de recherche contribuent à augmenter le rayonnement de la recherche en intelligence artificielle du Québec à l’échelle nationale et internationale, à rapprocher la recherche universitaire des besoins industriels et à accroître les réseaux de recherche dans des créneaux innovants. Les synergies entre les partenaires industriels et institutionnels servent de levier pour participer à des programmes de financement de la recherche fondamentale et appliquée.
Projets de la Chaire de recherche :
La Chaire encadre des projets de partenariats d’envergure sur de longues périodes, par exemple, l’un sur le développement d’outils d’implémentation d’algorithmes sur plateformes hétérogènes pour les réseaux électriques et télécommunications 5G; un second sur la proposition de méthodes d’amélioration de l’écoute sonore dans les systèmes audio haute performance et d’autres pour développer des solutions à base d’intelligence artificielle pour les biosignaux, la santé et le bien-être. L’ensemble des projets se réalise grâce à l’appui financier de partenaires industriels et gouvernementaux ainsi qu’une infrastructure de recherche exceptionnelle composée de plateformes de calcul parallèle, de système d’expérimentation de communication 5G, d’internet des objets, de jumeau numérique, de calcul parallèle, de simulateur temps réel (Hardware-In-The-Loop), de mesure en chambre acoustique et de matrice de capteurs bioélectriques (ECG, EMG et EEG).
Le personnel hautement qualifié formé par l’équipe de chercheurs développe un savoir-faire unique depuis plus de 20 ans et a permis la réalisation de transferts technologiques et la création de start-ups. Les solutions innovantes ainsi apportées permettent d’atteindre de hautes performances par l’union des domaines de recherche en intelligence artificielle et son implémentation matérielle de pointe.
The Laboratory of Signals and Systems Integration (LSSI), founded in 1998 at the Department of Electrical and Computer Engineering at the Université du Québec à Trois-Rivières, focuses its work on the development of digital signal processing methods in interaction with the implementation in microelectronics/microsystems. Through this approach, this research laboratory responds to growing needs in several strategic areas such as telecommunications systems, the biomedical field, measurement, and control systems. Mobile telecommunications and the biomedical field are examples where the proposal of algorithms based on artificial intelligence becomes decisive in its use. It is essential to offer solutions that meet both signal processing and microelectronics requirements to optimize trade-offs, among other things, the need for fast, high precision, and low cost/consumption computing technology.
Unique Know-How:
In recent years, the LSSI has experienced strong growth with the arrival of Professor Daniel Massicotte’s Research Chair in Signals and Intelligence of High-Performance Systems. The team consists of professors, researchers and graduate students with complementary expertise and is supported by numerous international and industrial collaborations. It develops innovative solutions combining artificial intelligence and its implementation on high-performance digital computing hardware (ex: Edge computing). High performance of a system comes down to finding an optimal solution to achieve several operating objectives, including precision, speed, low cost, low consumption, stability and flexibility. A complex system is defined by several components in interactions making it difficult to predict its evolution or behavior, for example, systems of communication, acoustics, electromechanics, robotics and neuronal or neuromuscular activity. The LSSI and the Massicotte’s Research Chair contribute to increasing the influence of Quebec’s artificial intelligence research nationally and internationally, bringing university research closer to industrial needs and increasing research networks in innovative niches. Synergies between industrial and institutional partners serve as leverage for participating in fundamental and applied research funding programs.
Research Chair projects:
The Chair oversees large-scale partnership projects over long periods, for example, one on the development of tools for implementing algorithms on heterogeneous platforms for electricity networks and 5G telecommunications, a second on the development of methods of improving sound listening in high performance audio systems and others tp propose artificial intelligence-based solutions for biosignals, health and wellness. All of these projects are being carried out thanks to the financial support of industrial and government partners as well as an exceptional research infrastructure made up of parallel computing platforms, 5G communication experimentation system, Internet of things, digital twin, parallel computing, real-time simulator (Hardware-In-The-Loop), acoustic measurement and bioelectric sensor matrix (ECG, EMG and EEG).
The highly qualified personnel trained by the team has been developing unique know-how for more than 20 years and has enabled technology transfers and the creation of start-ups. The innovative solutions thus provided make it possible to achieve high performance through the union of research areas in artificial intelligence and its cutting-edge hardware implementation.
