Recherche en IA : catalyser les découvertes médicales et environnementales

Le Québec est un leader mondial en matière de recherche en IA, figurant aux plus hauts rangs pour « la qualité et la renommée de sa recherche ». Futurs Numériques IVADO a mis en lumière ces talents, montrant le potentiel de l’IA dans une pléthore de domaines étudiés par la communauté étudiante d’IVADO.

Plus d’une vingtaine d’étudiants universitaires ont présenté leur projet d’IA en physique, astrophysique, économie, neuroscience, médecine, éthique et linguistique. « Cette diversité d’expertises permet d’envisager la mise sur pied de projets réellement transformateurs qui se déploient à l’interface parce qu’il y a cette collision d’idées qui vient de perspectives différentes, ce qui s’arrime bien avec le projet IAR3 », de relater Marie-Josée Hébert, vice-rectrice à la recherche, à la découverte, à la création et à l’innovation de l’Université de Montréal.

IVADO annonce une nouvelle direction scientifique élargie

L’IA pour le traitement de l’épilepsie

Près de 80 000 Québécois sont aux prises avec l’épilepsie. S’il existe des chirurgies pouvant leur venir en aide, les délais occasionnés par le système de santé sont un important frein aux bénéfices de ce traitement, explique le candidat au doctorat en médecine Fayçal Zine-Eddine.

L’étudiant s’est penché sur la performance d’un modèle de langage mis face à un questionnaire spécialisé de l’Association Américaine d’Épilepsie (AES). Au terme de ces tests, M. Zine-Eddine a observé qu’après l’émission d’instructions précises au modèle de langage, les résultats obtenus étaient comparables à ceux des étudiants en neurologie et des neurologues qui ont rempli le même questionnaire.

Il s’agit selon l’étudiant de technologies qui sont « très prometteuses, puissantes et (qui) ont le potentiel d’avoir un impact concret pour le traitement de maladies, particulièrement dans le cas de l’épilepsie. Par contre, pour bien utiliser ces modèles, il faut être conscient de leurs limites parce qu’il y a beaucoup de pièges dans lesquels on peut tomber », souligne-t-il, notant la confiance parfois erronée de ces modèles de langage.

Les doctorants Laura Gagliano et Tian Yue Ding croient eux aussi au potentiel de l’IA quant au traitement de l’épilepsie, particulièrement d’un point de vue préventif. « La clé pour prédire les crises d’épilepsie, c’est d’élargir notre champ de vision. Les récents projets technologiques en matière de capteurs et de dispositifs nous permettent de capter beaucoup plus d’informations physiologiques et contextuelles », indique Laura Gagliano.

Les symptômes hâtifs d’une crise d’épilepsie peuvent être difficiles à identifier, et cette imprévisibilité est « l’aspect le plus débilitant » de la maladie, résume Tian Yue Ding. Cependant, leurs chercheurs présentent que des algorithmes personnalisés basés « sur les réseaux artificiels et les enregistrements de l’activité électrique du cerveau » seraient en mesure de mieux identifier des symptômes pré crise. Ils espèrent voir développer davantage d’approches sécuritaires pour prévenir ces crises grâce à des technologies de moins en moins invasives pour les patients, dont des électrocardiogrammes, de nouveaux biomarqueurs et des chandails à capteurs.

Participants lors de l’événement Futurs Numériques Ivado. Crédits : Roxanne Lachapelle

Protéger les abeilles grâce à l’IA

Julien Vadnais prône quant à lui une application de l’IA en géographie et en science de l’environnement pour la protection des ruches. Grâce à une analyse d’images satellites, de classification du sol par apprentissage automatique, l’étudiant au doctorat a pu constater que le taux de survie des colonies d’abeilles réduit fortement en espace urbain.

En effet, l’analyse du doctorant portant sur plus de 500 ruches démontre différents facteurs affectant leur survie, dont la présence d’un axe routier important à moins de 400 m de la ruche (ce qui réduit l’espérance de vie de 3,6 mois), de plans d’eau dans un rayon de 250 m (-50% de chances de survie), de sols nus dans un rayon d’un kilomètre (-50% de chances de survie), d’arbres à 50 m (+25% de chances de survie), etc.

Durant l’hiver 2021-2022, 48% des colonies d’abeilles québécoises ont été perdues, ravagées par un parasite invasif. Cette difficulté pour les apiculteurs est exacerbée par le déclin des abeilles en raison de la disparition des fleurs, du décalage climatique et des pesticides, entre autres.

La recherche de Julien Vadnais s’inscrit parmi les nombreux projets mettant l’IA au service de cet insecte de plus en plus menacé. Notamment, un projet collaboratif entre l’INRS et l’Université Laval vise la création d’une technologie déterminant la santé d’une ruche grâce à l’IA, alors que les données recueillies grâce aux algorithmes de apic.ai tentent d’améliorer les connaissances des apiculteurs quant aux écosystèmes qui ont un impact sur leurs colonies d’abeilles.

Le doctorant croit aux potentiels de l’IA, concluant que « sans l’IA et l’apprentissage automatique, ce ne serait pas possible d’analyser autant de données, et (son projet de recherche) donne des exemples concrets de l’application de l’IA, que ce soit pour des modèles de prédiction de survie ou pour de la classification d’images satellites. »

Crédit Image à la Une : Roxanne Lachapelle