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La mécanique des fluides appliquée... aux poumons

Israël Technologies

Depuis une trentaine d'années, un certain nombre de nouvelles niches scientifiques fleurissent aux interfaces de domaines considérés autrefois comme totalement déconnectés. Il en est ainsi de la mécanique des fluides et de la médecine pulmonaire, associées par un laboratoire du Technion (Haïfa).

La mécanique des fluides au service de la médecine

Le groupe du professeur Josué Sznitman du Department of Biomedical Engineering au Technion - Israel Institute of Technology s'est en effet intéressé aux écoulements gazeux dans les poumons humains. Il s'agit de regarder comment la respiration se propage afin d'identifier les lieux de dépôt des particules inhalées et des points de surpression, autant de questions de mécanique des fluides qui sont aussi d'un grand intérêt pour le médecin.

L'élucidation de ces questions permettrait par exemple de maximiser l'efficacité des médicaments aérosols (par exemple, les inhalateurs de Ventoline pour les asthmatiques). Par ailleurs, l'approfondissement des connaissances sur le mode de dépôt de particules nocives (goudrons, silice, fragments de pollen, etc.), par étalement ou par concentration, permettrait d'envisager des opérations chirurgicales ciblées en vue de traiter les infections qui y sont liées.

Différents modes de diffusion des particules

Les poumons ont une structure arborescente. Organisés autour d'un axe central, la trachée, des bronches se scindent à plusieurs reprises en deux, jusqu'à atteindre les alvéoles, sacs d'air en forme de grappe où se font les échanges gazeux entre l'atmosphère pulmonaire et le sang.

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La première voiture de Formule 1 du Technion

Israël Technologies

Alors que la Formule 1 est très en vogue en Europe, Israël brille par son absence dans ce sport. Peut-être pas pour longtemps. Des étudiants de la faculté de mécanique du Technion - Israel Institute of Technology (Haïfa) se sont lancés dans la construction d'une voiture de Formule 1.

Le résultat est un bolide rouge flamboyant, d'une vitesse maximale de 170 km/h et pouvant atteindre les 100 km/h en 4 secondes, qui a été présenté pour la première fois lors de l'exposition de la Faculté de génie mécanique. Il parcourra les pistes de Vérone (Italie) à l'occasion de la compétition F-SAE de Formule 1 étudiante en septembre 2013.

Le projet commence il y a moins de 2 ans, lorsqu'Ahmed Omri, étudiant au Technion, décide de réaliser son rêve d'enfant : construire une voiture de course.

Il prépare donc une présentation et invite ses camarades à discuter du projet. A sa grande surprise, 80 étudiants sont venu l'écouter et une équipe de 25, hommes et femmes réunis, s'est formée. Des sous-groupes ont ensuite été créés, chacun s'attaquant à une partie du projet.

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Un smartphone pour non-voyants

Israël Technologies

Initialement conçus pour appeler, les téléphones portables réalisent, depuis l'apparition des smartphones, une multitude d'autres fonctions. Ces téléphones très intelligents remplacent les ordinateurs et consoles de jeux. Leurs fonctionnalités se sont enrichies, pendant que leur design s'est épuré. Les boutons ont notamment fini par disparaître, pour laisser la place à des écrans tactiles.

Malheureusement, cette métamorphose s'avère problématique pour les non-voyants, car l'absence de touches rend l'utilisation d'un smartphone impossible, y compris pour téléphoner. Afin de trouver une solution à ce problème, des étudiants du Technion - Israel Institute of Technology (Haïfa) ont développé un système d'exploitation optimisé pour les aveugles et malvoyants, s'appuyant sur la reconnaissance vocale.

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Les sondes médicales du futur

Israël Technologies

L'un des principaux défis des médecins consiste à opérer, dans tous les sens du terme, en se basant au préalable sur des informations collectées sans mettre en péril leurs patients. Ainsi, le développement de technologies telles que l'IRM, les scanneurs à effet Doppler, l'électro-encéphalographie, les ultrasons, etc., a permis aux chirurgiens de sonder les malades de façon non invasive.

Toutefois, malgré les progrès significatifs engrangés dans ce domaine, il n'existe toujours pas de méthode miracle : certaines méthodes sont coûteuses, d'autres le sont moins mais sont d'une efficacité limitée. L'équipe du professeur Dvir Yelin, de la Faculty of Biomedical Engineering au Technion - Israel Institute of Technology (Haïfa) travaille depuis plusieurs années à la mise au point de nouvelles sondes peu invasives qui permettent d'apporter plus d'informations au médecin.

Des images en 3D du corps humain

Dans un article paru en 2006 dans la revue Nature, l'équipe rapportait son travail de développement d'une sonde de la taille d'un cheveu capable de fournir des images en 3D en temps réel du corps humain. Cette sonde permet aux médecins d'apprécier une situation sans le recours à la chirurgie exploratrice, l'IRM ou l'utilisation d'une caméra endoscopique qui ne pourrait aller partout.

Son secret ? Une source polychromatique est projetée, dont chaque couleur la composant atteint une surface différente. Les réflexions sont ensuite captées et la somme des projections est transformée en une image tridimensionnelle.

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Reconnaître les émotions par la voix

Israël Technologies

Les technologies liées à l'intelligence artificielle ont été très en vogue dans le monde de la recherche ces dernières années, notamment grâce à l'évolution de la robotique. L'interaction homme-machine a été rendue possible par le développement d'outils algorithmiques d'apprentissage automatique.

Jusqu'à présent, les outils de traitement des signaux vocaux étaient focalisés sur l'analyse de la parole et la reconnaissance de mots, comme les systèmes embarqués sur les téléphones de nouvelle génération qui se commandent par la voix. La plupart des outils d'analyse de discours sont basés sur la détection des mots prononcés par une personne puis l'étude statistique du registre lexical qui en dérive.

La start-up israélienne Beyond Verbal va plus loin en analysant la tonalité de la voix d'une personne afin d'en détecter les émotions. Au lieu de centrer son analyse sur les mots prononcés, le logiciel proposé par la jeune pousse israélienne préfère se concentrer sur la façon dont ils sont dits.

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