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MISSIONS RÉALISÉES
Mathieu Cattenoz, PhD
Expert Intelligence Artificielle – Freelance
Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur1
Six années d'expériences en industrie aéronautique
et start-up IoT/biomédicales
Capacité à imaginer, développer et valider des
solutions techniques performantes dans des
délais restreints
Algorithmes, traitement du signal, data science,
Python/C++/Java, propriété intellectuelle
Avis des clients
Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur2
MISSION 1Ad Scientiam – Mars-décembre 2017 – ICM & Station F
Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur3
• Développement d’un outil sur smartphone permettant de diagnostiquer de chezsoi et de manière fiable les niveaux de motricité de patients atteints de scléroseen plaques
• Dispositif médical (marquage CE)
• En collaboration directe avec les équipes médicales et les développeurs de lastart-up (incubation ICM et Station F)
Exercice de coordination Objectif : associer deux courbes et calculer une distance entre ces courbes
4Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur
Récupération des tracés utilisateurs
-1.5 -1 -0.5 0 0.5 1-1
-0.5
0
0.5
1
1.5Path construction
Model - Original
Model - Downsampled
User - Skeleton
User - Interpolated
Tracé de utilisateur
Tracé de référence
5Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur
Conception du nouvel algorithme
• Critère de continuité du tracé => localisation a priori du prochain point.
• Critère de déformation du tracé => correction de l’erreur de localisation à la volée
6Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur
-1.5 -1 -0.5 0 0.5 1-1
-0.5
0
0.5
1
1.5Algo 2 (progressive construction and smooth correction) - Mean = ?
Model (downsampled)
User (interpolated)
Distances (algo 2)
-1.5 -1 -0.5 0 0.5 1-1
-0.5
0
0.5
1
1.5Algo 1 (closest points of model path) - Mean = 0.10403
Model (downsampled)
User (interpolated)
Distances (algo 1)
Calcul d’un score global de performance
7Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur
Écart moyen : 3,2 mm
Tests et validation
8=> Bonne corrélation entre le mesuré et le réelMathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur
Propriété intellectuelle
• Dépôt d’un brevet international (Europe, USA) pour protéger la méthode développée
• Pilotage du processus brevet : audit des productions internes, analyse des antériorités, première rédaction, lien avec le cabinet juridique, relecture et corrections
9Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur
Exercice de marcheObjectif : mesurer précisément une distance de marche
10Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur
Nouvel algo – Etape 1 (détecter phases de marche)
• Méthode :
Seuil de détection de marche
11Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur
Calcul des densités spectrales + seuillage
Bande de la marche
Bande en dehors de la marche
Signal d’origine (accéléromètre)
• Résultats :
marche
=> Bonne estimation des phases de marche et de non-marche
arrêt arrêtmarche marche marche
12
Nouvel algo – Etape 1 (détecter phases de marche)
Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur
Nouvel algo – Etape 2 (détecter les pas)
• Méthode :
Filtrage fréquentiel + seuillage adapté à la puissance « lissée »
Signal filtré
Amplitude « lissée »
Seuil de détection de pas
13Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur
Signal d’origine
Analyse des performances
• Résultats :
zoom
14
1 point vert = 1 pas détecté
Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur
=> Erreur de 2 %
Nouvel algo – Positions GPS
15
Intérieur de bâtiment => erreurs de position
Démarrage
Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur
Détection des données « suspicieuses »
16
Détection des points avec
mauvaise accuracy0 100 200 300 400 500 600 700
0
20
40
60
80
100
Time [s]
Horizontal accuracy [m]
Horizontal accuracy
Suspicious accuracy threshold
0 100 200 300 400 500 600 7000
10
20
30
40
50
Time [s]
Speed [km/h]
Speed
Suspicious: speed
Suspicious: time
Suspicious: accuracy
Speed (integrity)
Suspicious speed threshold
0 100 200 300 400 500 600 700
0
0.5
1
Time [s]
Individual integrity
Check if GPS loss
Section integrity
Détection des points avec vitesse
suspicieuse
Déduction des sections avec
intégrité « garantie »
Plus d’imprécision au démarrage
Sections conservées
Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur
2.3642 2.3644 2.3646 2.3648 2.36548.8325
48.8325
48.8326
48.8326
48.8327
48.8327
48.8328
48.8329
48.8329
48.8329
48.833
4/5/17 10:21 ID 1010 - GPS lat/lon (data with integrity)
Estimated distance = 763.9637 m (1008.6543 m with no integrity)
Integrity ratio = 0.72346
Start point
End point
2.364 2.3642 2.3644 2.3646 2.3648 2.36548.8325
48.8325
48.8326
48.8326
48.8327
48.8327
48.8328
48.8329
48.8329
48.8329
48.833
4/5/17 10:21 ID 1010 - GPS lat/lon (all data)
Estimated distance = 763.9637 m (1008.6543 m with no integrity)
Integrity ratio = 0.72346
Start point
End point
Elimination des points « toxiques »
17
Elimination des points « toxiques »
Interpolation des distances entre les
points restants
On a réussi à surpasser le problème des pertes temporaires de précision (ex : masquage des satellites)Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur
Intérieur de bâtiment
Tests et validation
18=> Bonne corrélation entre le mesuré et le réelMathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur
MISSION 2Airtronic – Janvier 2018
Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur19
• Développement des algorithmes d’une alarme fonctionnant à la reconnaissancede sons particuliers en environnement extérieur.
• Défi technique : arriver à faire la différence entre les sons à détecter et les autressons, de façon à obtenir des taux de détection et de fausses alarmesacceptables.
• En collaboration avec expert électronique et expert C++.
Environnement
• Processeur 32-bit ARM Cortex-M4F → Fortes contraintes de mémoireet puissance de calcul
• Alimentation par piles avec objectif d’autonomie de 8 mois→ Fortes contraintes de consommation électrique
20Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur
Découpage du signal en sous-bandes
21Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur
Motif à détecter
Elimination du spectre « pollué »
Calcul de plusieurs métriques
22Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur
Détection multi-critères :- Niveau de puissance- Rapports de puissance- Niveau de variance
Optimisation de paramètres
• Minimisation de la fonction de coût
23Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur
Zoneoptimale
Résultats
• Fonctionnement en temps réel sur microcontrôleur embarqué
• Performance de rapidité : alarme déclenchée en moins de 2 s
• Performance de détection sur 87 tests en situations : • Taux de détection : 100 %
• Taux de fausses alarmes : 0 %
24Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur
MISSION 3FlyLab – Janvier-février 2018
Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur25
• Contrôle automatique de trajectoire de drone
• Objectifs : simulation du fonctionnement du drone et élaboration du systèmed’asservissement en vitesse pour éviter les obstacles
Développements
• Lois mécaniques
• Asservissement en vitesse
• Simulation de l’environnement : murs, zones de protection, télémètres
• Organisation du code en sous-modules en cascade
26Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur
Résultats
• Définition d’un cap au démarrage
• Le drone évite les murs et arrive auto-
matiquement au point d’arrivée
27Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur
MISSION 4Dr Warehouse – Juin-juillet 2018 – Institut Imagine (Hôpital Necker)
Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur28
• Mise en place d’une plateforme de data science pour l’hôpital Sainte Anne
• Objectifs : rassembler toutes les données de l’hôpital et y faire fonctionner desoutils de recherche et d’analyse
Développements
• Installation d’une base de données Oracle sur serveur distant
• Ecriture de scripts Python/SQL pour ETL : • Récupération de l’ensemble des données de 3 bases de données médicales de
l’hôpital (patients, mouvements, rapports d’imagerie)
• Adaptation, corrections et mise en forme des données
• Chargement des données dans une base ad hoc
• Tests et validation
→ 1,5 millions de données médicales traitées
29Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur
MISSION 5Diazonis – avril 2019
Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur30
• Etude de faisabilité d’un tracker d’activité pour animaux de compagnie
• Données d’entrée : accéléromètre, gyroscope, magnétomètre, baromètre
Développements
1. Analyse visuelle des données
31Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur
Développements
2. Mise en place de métriques représentatives
3. Classification (clustering simple)
4. Evaluation des performances => bonne corrélation avec la réalité32
Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur
AUTRES MISSIONS EFFECTUÉES
Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur33
• Biotraq (plusieurs journées) : prototypage rapide d’un système de tracker detempérature avec Arduino, sonde, puce GSM.
• VirtualiSurg (plusieurs journées) : aide au développement d’un capteur deposition angulaire pour système de chirurgie en réalité virtuelle.
• Safran Electronics & Defense (1 an) : développement de modules detrajectographie et d’exploration pour véhicules autonomes militaires.
• Nom confidentiel (plusieurs journées) : audit et amélioration d’un code Matlabpour l’analyse de données cinématiques d’athlètes olympiques.
Contacts
Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur34
+33 6 84 35 04 78