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1. Using the Distribution Theory to Simultaneously Calibrate the Sensors of a Mobile Robot.

Author: E-MOTION (INRIA Grenoble Rhône-Alpes / LIG Laboratoire d'Informatique de Grenoble) ; CNRS - INRIA - Université Joseph Fourier (Grenoble 1 UJF) - Université Pierre Mendès France (Grenoble 2 UPMF) - Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG) - Laboratoire d'Informatique de Grenoble, European Project : 231855, ICT, FP7-ICT-2007-3, SFLY(2008), Martinelli, Agostino, E-MOTION (INRIA Grenoble Rhône-Alpes / LIG Laboratoire d'Informatique de Grenoble) ; CNRS - INRIA - Université Joseph Fourier (Grenoble 1 UJF) - Université Pierre Mendès France (Grenoble 2 UPMF) - Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG) - Laboratoire d'Informatique de Grenoble, European Project : 231855, ICT, FP7-ICT-2007-3, SFLY(2008), and Martinelli, Agostino
Abstract: International audience, This paper introduces a simple and very efficient strategy to extrinsically calibrate a bearing sensor (e.g. a camera) mounted on a mobile robot and simultaneously estimate the parameters describing the systematic error of the robot odometry system. The paper provides two contributions. The first one is the analytical computation to derive the part of the system which is observable when the robot accomplishes circular trejectories. This computation consists in performing a local decomposition of the system, based on the theory of distributions. In this respect, this paper represents the first application of the distribution theory in the frame-work of mobile robotics. Then, starting from this decomposition, a method to efficiently estimate the parameters describing both the extrinsic bearing sensor calibration and the odometry calibration is derived (second contribution). Simulations and experiments with the robot e-Puck equipped with encoder sensors and a camera validate the approach.

2. A PDE-ODE MODEL FOR A JUNCTION WITH RAMP BUFFER

Author: OPALE (INRIA Sophia Antipolis / INRIA Grenoble Rhône-Alpes) ; CNRS - INRIA - Université Nice Sophia Antipolis (UNS), Department of Civil and Environmental Engineering [University of California] (CEE) ; University of California, Berkeley, Associated team ORESTE, European Project : 257661, ERC, ERC-2010-StG_20091028, TRAM3(2010), Delle Monache, Maria Laura, Samaranayake, Samitha, Reilly, Jack, Krichene, Walid, Goatin, Paola, Bayen, Alexandre, OPALE (INRIA Sophia Antipolis / INRIA Grenoble Rhône-Alpes) ; CNRS - INRIA - Université Nice Sophia Antipolis (UNS), Department of Civil and Environmental Engineering [University of California] (CEE) ; University of California, Berkeley, Associated team ORESTE, European Project : 257661, ERC, ERC-2010-StG_20091028, TRAM3(2010), Delle Monache, Maria Laura, Samaranayake, Samitha, Reilly, Jack, Krichene, Walid, Goatin, Paola, and Bayen, Alexandre
Abstract: International audience, We consider the Lighthill-Witham-Richards traffic flow model on a junction com- posed by one mainline, an onramp and an offramp, which are connected by a node. The onramp dynamics is modeled using an ordinary differential equation describing the evolution of the queue length. The definition of the solution of the Riemann problem at the junction is based on an optimization problem and the use of a right-of-way parameter. The numerical approximation is carried out using Godunov scheme, modified to take into account the effects of the onramp buffer. We present the result of some simulations and check numerically the convergence of the method.

3. Extraction of generative processes from B-Rep shapes and application to idealization transformations

Author: IMAGINE (Inria Grenoble Rhône-Alpes / LJK Laboratoire Jean Kuntzmann) ; Laboratoire Jean Kuntzmann (LJK) ; CNRS - Université Joseph Fourier (Grenoble 1 UJF) - Université Pierre Mendès France (Grenoble 2 UPMF) - Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology - CNRS - Université Joseph Fourier (Grenoble 1 UJF) - Université Pierre Mendès France (Grenoble 2 UPMF) - Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology - INRIA - Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG), EADS Innovation Works [Suresnes] (EADS IW) ; EADS, European Project : 291184, ERC, ERC-2011-ADG_20110209, EXPRESSIVE(2012), Boussuge, Flavien, Léon, Jean-Claude, Hahmann, Stefanie, Fine, Lionel, IMAGINE (Inria Grenoble Rhône-Alpes / LJK Laboratoire Jean Kuntzmann) ; Laboratoire Jean Kuntzmann (LJK) ; CNRS - Université Joseph Fourier (Grenoble 1 UJF) - Université Pierre Mendès France (Grenoble 2 UPMF) - Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology - CNRS - Université Joseph Fourier (Grenoble 1 UJF) - Université Pierre Mendès France (Grenoble 2 UPMF) - Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology - INRIA - Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG), EADS Innovation Works [Suresnes] (EADS IW) ; EADS, European Project : 291184, ERC, ERC-2011-ADG_20110209, EXPRESSIVE(2012), Boussuge, Flavien, Léon, Jean-Claude, Hahmann, Stefanie, and Fine, Lionel
Abstract: International audience, A construction tree is a set of shape generation processes commonly produced with CAD modelers during a design process of B-Rep objects. However, a construction tree does not bring all the desired properties in many configurations: dimension modifications, idealization processes, etc. Generating a non trivial set of generative processes, possibly forming a construction graph, can significantly improve the adequacy of some of these generative processes to meet user's application needs. This paper proposes to extract generative processes from a given B-rep shape as a high-level shape description. To evaluate the usefulness of this description, finite element analyses (FEA) and particularly idealizations are the applications selected to evaluate the adequacy of additive generative processes. Non trivial construction trees containing generic extrusion and revolution primitives behave like well established CSG trees. Advantageously, the proposed approach is primitive-based, which ensures that any generative process of the construction graph does preserve the realizability of the corresponding volume. In the context of FEA, connections between idealized primitives of a construction graph can be efficiently performed using their interfaces. Consequently, generative processes of a construction graph become a high-level object structure that can be tailored to idealizations of primitives and robust connections between them.

4. Combining 3D Models and Functions through Ontologies to Describe Man-made Products and Virtual Humans: Toward a Common Framework

Author: IMAGINE (Inria Grenoble Rhône-Alpes / LJK Laboratoire Jean Kuntzmann) ; Laboratoire Jean Kuntzmann (LJK) ; CNRS - Université Joseph Fourier (Grenoble 1 UJF) - Université Pierre Mendès France (Grenoble 2 UPMF) - Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology - CNRS - Université Joseph Fourier (Grenoble 1 UJF) - Université Pierre Mendès France (Grenoble 2 UPMF) - Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology - INRIA - Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG), Laboratoire d'Anatomie des Alpes Françaises (LADAF) ; CHU Grenoble, HADAS (LIG Laboratoire d'Informatique de Grenoble) ; CNRS - INRIA - Université Joseph Fourier (Grenoble 1 UJF) - Université Pierre Mendès France (Grenoble 2 UPMF) - Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG), European Project : 291184, ERC, ERC-2011-ADG_20110209, EXPRESSIVE(2012), Ulliana, Federico, Léon, Jean-Claude, Palombi, Olivier, Rousset, Marie-Christine, Faure, François, IMAGINE (Inria Grenoble Rhône-Alpes / LJK Laboratoire Jean Kuntzmann) ; Laboratoire Jean Kuntzmann (LJK) ; CNRS - Université Joseph Fourier (Grenoble 1 UJF) - Université Pierre Mendès France (Grenoble 2 UPMF) - Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology - CNRS - Université Joseph Fourier (Grenoble 1 UJF) - Université Pierre Mendès France (Grenoble 2 UPMF) - Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology - INRIA - Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG), Laboratoire d'Anatomie des Alpes Françaises (LADAF) ; CHU Grenoble, HADAS (LIG Laboratoire d'Informatique de Grenoble) ; CNRS - INRIA - Université Joseph Fourier (Grenoble 1 UJF) - Université Pierre Mendès France (Grenoble 2 UPMF) - Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG), European Project : 291184, ERC, ERC-2011-ADG_20110209, EXPRESSIVE(2012), Ulliana, Federico, Léon, Jean-Claude, Palombi, Olivier, Rousset, Marie-Christine, and Faure, François
Abstract: International audience, Products and virtual humans are commonly described using 3D models of their components and anatomical entities, respectively. Functions stand for symbolic information bringing a high level description of product subsets and apply also to human body anatomical entities. Ontology based approaches bring new means to improve the efficiency of these digital models. Here, the purpose is to identify similarities and differences between existing ontology based descriptions of products and virtual humans. From this analysis, it is shown how compatible descriptions can be obtained and how a common framework can be derived where products and virtual humans can be both incorporated for various applications involving 3D models. The proposed framework contains an ontology based description of products and virtual humans enabling the access to 3D models while accessing high level semantic information through the use of inference mechanisms. Biomechanical simulations of virtual humans and structural behavior simulations of products is the context used to setup this common framework such that products and virtual humans can take part to these simulations where products and virtual humans are involved.

5. Spatio-Temporal Mining of ENVISAT SAR Interferogram Time Series over the Haiyuan Fault in China

Author: Laboratoire d'Informatique, Systèmes, Traitement de l'Information et de la Connaissance (LISTIC) ; Université de Savoie, Laboratoire de géologie de l'ENS (LGE) ; CNRS - INSU - École normale supérieure [ENS] - Paris, Institut des sciences de la Terre (ISTerre) ; INSU - OSUG - Université de Savoie - Université Joseph Fourier - Grenoble I - IFSTTAR - Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR219 - CNRS, Laboratoire d'InfoRmatique en Image et Systèmes d'information (LIRIS) ; CNRS - Université Claude Bernard - Lyon I (UCBL) - Université Lumière - Lyon II - Ecole Centrale de Lyon - Institut National des Sciences Appliquées [INSA], BEAGLE (Insa Lyon / INRIA Grenoble Rhône-Alpes / UCBL) ; INRIA - Université Claude Bernard - Lyon I (UCBL) - Institut National des Sciences Appliquées [INSA] - Lyon, Computer Vision and Remote Sensing (T.U. BERLIN) ; Technische Universität Berlin, Laboratoire d'Analyse et Traitement d'Images (LAPI) ; Université "Politehnica" de Bucarest, Méger, Nicolas, Jolivet, Romain, Lasserre, Cécile, Trouvé, Emmanuel, Rigotti, Christophe, Lodge, Felicity, Doin, M.P., Guillaso, Stéphane, Julea, Andreea, Bolon, Philippe, Laboratoire d'Informatique, Systèmes, Traitement de l'Information et de la Connaissance (LISTIC) ; Université de Savoie, Laboratoire de géologie de l'ENS (LGE) ; CNRS - INSU - École normale supérieure [ENS] - Paris, Institut des sciences de la Terre (ISTerre) ; INSU - OSUG - Université de Savoie - Université Joseph Fourier - Grenoble I - IFSTTAR - Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR219 - CNRS, Laboratoire d'InfoRmatique en Image et Systèmes d'information (LIRIS) ; CNRS - Université Claude Bernard - Lyon I (UCBL) - Université Lumière - Lyon II - Ecole Centrale de Lyon - Institut National des Sciences Appliquées [INSA], BEAGLE (Insa Lyon / INRIA Grenoble Rhône-Alpes / UCBL) ; INRIA - Université Claude Bernard - Lyon I (UCBL) - Institut National des Sciences Appliquées [INSA] - Lyon, Computer Vision and Remote Sensing (T.U. BERLIN) ; Technische Universität Berlin, Laboratoire d'Analyse et Traitement d'Images (LAPI) ; Université "Politehnica" de Bucarest, Méger, Nicolas, Jolivet, Romain, Lasserre, Cécile, Trouvé, Emmanuel, Rigotti, Christophe, Lodge, Felicity, Doin, M.P., Guillaso, Stéphane, Julea, Andreea, and Bolon, Philippe
Abstract: International audience

6. Modélisation géostatistique des débits le long des cours d'eau

Author: MISTIS (INRIA Grenoble Rhône-Alpes / LJK Laboratoire Jean Kuntzmann) ; CNRS - INRIA - Laboratoire Jean Kuntzmann - Université Joseph Fourier - Grenoble I - Institut polytechnique de Grenoble (Grenoble INP), Centre de Géosciences (GEOSCIENCES) ; MINES ParisTech - École nationale supérieure des mines de Paris, Bernard-Michel, Caroline, De Fouquet, Chantal, MISTIS (INRIA Grenoble Rhône-Alpes / LJK Laboratoire Jean Kuntzmann) ; CNRS - INRIA - Laboratoire Jean Kuntzmann - Université Joseph Fourier - Grenoble I - Institut polytechnique de Grenoble (Grenoble INP), Centre de Géosciences (GEOSCIENCES) ; MINES ParisTech - École nationale supérieure des mines de Paris, Bernard-Michel, Caroline, and De Fouquet, Chantal
Abstract: National audience, Estimating discharges along a stream network requires specific models of random function because usual covariance model are no longer valid on such structures. Moreover, variables are generally highly non stationary because of the discontinuity at each confluence but also because of relationships with soil properties, that have to be taken into account. We propose a global model of random functions along a tree graph introducing the concept of ¿elementary thin streamsÀ, defined by the whole set of paths between sources and outlet (de Fouquet and Bernard-Michel, 2006). At each point of the network, the river is considered to be the linear combination of these streams on which one dimensional stationary random functions are defined. In practise, the coefficients of the linear combination are determined according to the conservation equation of discharge and flux at the forks. An application to water discharge on the Moselle Basin (north-east of France) is presented. The hydrographic network of this Basin is made of about 100 important nodes and 100 monitoring stations are available for the last 10 years.

7. Making Ontologies Talk: Knowledge Interoperability in the Semantic Web

Author: Laboratoire d'Informatique de Nantes Atlantique (LINA) ; CNRS - Université de Nantes - École Nationale Supérieure des Mines - Nantes, Trinity College Dublin [Dublin] ; Trinity College Dublin, Food Research Division ; Health Canada, Modélisation, Information & Systèmes (MIS) ; Université de Picardie Jules Verne, EXMO (INRIA Grenoble Rhône-Alpes / LIG Laboratoire d'Informatique de Grenoble) ; CNRS - INRIA - Université Joseph Fourier - Grenoble I - Université Pierre-Mendès-France - Grenoble II - Institut polytechnique de Grenoble (Grenoble INP) - Laboratoire d'Informatique de Grenoble, Trichet, Francky, Lanzenberger, Monika, Sampson, Jennifer, Kargl, Horst, Wimmer, Manuel, Conroy, Colm, O'Sullivan, Declan, Lewis, David, Brennan, Rob, Ángel Ramos-Gargantilla, José, Gómez-Pérez, Asunción, Fürst, Frédéric, Euzenat, Jérôme, Polleres, Axel, Scharffe, Fran, Kotis, Konstantinos, Laboratoire d'Informatique de Nantes Atlantique (LINA) ; CNRS - Université de Nantes - École Nationale Supérieure des Mines - Nantes, Trinity College Dublin [Dublin] ; Trinity College Dublin, Food Research Division ; Health Canada, Modélisation, Information & Systèmes (MIS) ; Université de Picardie Jules Verne, EXMO (INRIA Grenoble Rhône-Alpes / LIG Laboratoire d'Informatique de Grenoble) ; CNRS - INRIA - Université Joseph Fourier - Grenoble I - Université Pierre-Mendès-France - Grenoble II - Institut polytechnique de Grenoble (Grenoble INP) - Laboratoire d'Informatique de Grenoble, Trichet, Francky, Lanzenberger, Monika, Sampson, Jennifer, Kargl, Horst, Wimmer, Manuel, Conroy, Colm, O'Sullivan, Declan, Lewis, David, Brennan, Rob, Ángel Ramos-Gargantilla, José, Gómez-Pérez, Asunción, Fürst, Frédéric, Euzenat, Jérôme, Polleres, Axel, Scharffe, Fran, and Kotis, Konstantinos
Abstract: International audience, Ontologies offer shared vocabularies that are key to agent cooperation and knowledge systems integration as well as fundamental to the Semantic Web. As the number of ontologies increases, so does the need for new tools and techniques to establish agreement between different knowledge representatuions. Six essays based on papers accepted for the First Workshop on Ontology Alignment and Visualization (OnAV 2008) exemplify some of the ways researchers are extending the state of the art in algorithms that can establish correspondences between different but related onologies.

8. SLA et qualité de service pour le Cloud Computing

Author: ASCOLA (INRIA - EMN) ; INRIA - École Nationale Supérieure des Mines - Nantes, Laboratoire d'Informatique de Nantes Atlantique (LINA) ; CNRS - Université de Nantes - École Nationale Supérieure des Mines - Nantes, Laboratoire d'Informatique de Grenoble (LIG) ; CNRS - Université Joseph Fourier - Grenoble I - Université Pierre-Mendès-France - Grenoble II - Institut polytechnique de Grenoble (Grenoble INP), SARDES (INRIA Grenoble Rhône-Alpes / LIG Laboratoire d'Informatique de Grenoble) ; CNRS - INRIA - Université Joseph Fourier - Grenoble I - Institut polytechnique de Grenoble (Grenoble INP) - Laboratoire d'Informatique de Grenoble, Université Joseph Fourier (Grenoble 1 UJF) ; Université Joseph Fourier - Grenoble I, Laboratoire d'Informatique de Paris 6 (LIP6) ; CNRS - Université Pierre et Marie Curie (UPMC) - Paris VI, REGAL (INRIA Paris-Rocquencourt) ; CNRS - INRIA - Université Pierre et Marie Curie (UPMC) - Paris VI, Kouki, Yousri, Ledoux, Thomas, Serrano, Damián, Bouchenak, Sara, Lejeune, Jonathan, Arantes, Luciana, Sopena, Julien, Sens, Pierre, ASCOLA (INRIA - EMN) ; INRIA - École Nationale Supérieure des Mines - Nantes, Laboratoire d'Informatique de Nantes Atlantique (LINA) ; CNRS - Université de Nantes - École Nationale Supérieure des Mines - Nantes, Laboratoire d'Informatique de Grenoble (LIG) ; CNRS - Université Joseph Fourier - Grenoble I - Université Pierre-Mendès-France - Grenoble II - Institut polytechnique de Grenoble (Grenoble INP), SARDES (INRIA Grenoble Rhône-Alpes / LIG Laboratoire d'Informatique de Grenoble) ; CNRS - INRIA - Université Joseph Fourier - Grenoble I - Institut polytechnique de Grenoble (Grenoble INP) - Laboratoire d'Informatique de Grenoble, Université Joseph Fourier (Grenoble 1 UJF) ; Université Joseph Fourier - Grenoble I, Laboratoire d'Informatique de Paris 6 (LIP6) ; CNRS - Université Pierre et Marie Curie (UPMC) - Paris VI, REGAL (INRIA Paris-Rocquencourt) ; CNRS - INRIA - Université Pierre et Marie Curie (UPMC) - Paris VI, Kouki, Yousri, Ledoux, Thomas, Serrano, Damián, Bouchenak, Sara, Lejeune, Jonathan, Arantes, Luciana, Sopena, Julien, and Sens, Pierre
Abstract: National audience, Le Cloud computing marque une nouvelle avancée vers l'infrastructure informatique dématérialisée. Le Cloud fournit des ressources informatiques, logicielles ou matérielles, accessible à distance en tant que service. L'adoption de ce modèle soulève un certain nombre de défis, notamment au sujet de la qua- lité de service (QoS) des services fournis. En effet, alors qu'on assiste à une multiplication de services similaires sur le Cloud (stockage, environnement de développement, bureautique, etc.), rien ne nous permet d'évaluer la qualité d'un service rendu. Cet article présente une solution pour intégrer la QoS et le contrat SLA (Service Level Agreement) comme éléments à part entière du Cloud. Les contributions de cet article sont les suivantes. Premièrement, nous proposons le modèle de Cloud SLAaaS (SLA aware as a Service) qui apporte une dimension supplémentaire au paradigme de Cloud Computing. Deuxiè- mement, nous présentons le langage Cloud Service Level Agreement (CSLA) qui permet la définition et l'établissement d'un contrat qui supporte l'instabilité de la QoS dans un environnement hautement dynamique comme le Cloud en gérant finement la violation. Enfin, nous développons deux stratégies dirigées par CSLA pour pouvoir contrôler dynamiquement et de manière autonome la taille et la forme du Cloud pour répondre aux contraintes de SLA : i) une stratégie de planification de capacité pour le redimensionnement sur mesure et ii) une stratégie de verrouillage d'exclusion mutuelle pour assurer un accès exclusif à des ressources partagées sur le Cloud.

9. The ARESA Project: Facilitating Research, Development and Commercialization of WSNs

Author: France Télécom Recherche & Développement (FT R&D) ; France Télécom, VERIMAG (VERIMAG - IMAG) ; CNRS - Université Joseph Fourier - Grenoble I - Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG), Coronis Systems, S.A. ; Coronis Systems, S.A., Techniques of Informatics and Microelectronics for integrated systems Architecture (TIMA) ; CNRS - Université Joseph Fourier - Grenoble I - Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG), Laboratoire Logiciels Systèmes Réseaux (LSR - IMAG) ; CNRS - Université Joseph Fourier - Grenoble I - Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG), ARES (CITI Insa Lyon / INRIA Grenoble Rhône-Alpes) ; INRIA - Institut National des Sciences Appliquées [INSA] - Lyon, ARESA, ANR-05-RNRT-017, ARESA, Système Enfoui et Réseaux de Capteurs(2005), Dohler, Mischa, Barthel, Dominique, Maraninchi, Florence, Mounier, Laurent, Aubert, Stéphane, Dugas, Christophe, Buhrig, A., Paugnat, Franck, Renaudin, Marc, Duda, Andrzej, Heusse, Martin, Valois, Fabrice, France Télécom Recherche & Développement (FT R&D) ; France Télécom, VERIMAG (VERIMAG - IMAG) ; CNRS - Université Joseph Fourier - Grenoble I - Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG), Coronis Systems, S.A. ; Coronis Systems, S.A., Techniques of Informatics and Microelectronics for integrated systems Architecture (TIMA) ; CNRS - Université Joseph Fourier - Grenoble I - Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG), Laboratoire Logiciels Systèmes Réseaux (LSR - IMAG) ; CNRS - Université Joseph Fourier - Grenoble I - Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG), ARES (CITI Insa Lyon / INRIA Grenoble Rhône-Alpes) ; INRIA - Institut National des Sciences Appliquées [INSA] - Lyon, ARESA, ANR-05-RNRT-017, ARESA, Système Enfoui et Réseaux de Capteurs(2005), Dohler, Mischa, Barthel, Dominique, Maraninchi, Florence, Mounier, Laurent, Aubert, Stéphane, Dugas, Christophe, Buhrig, A., Paugnat, Franck, Renaudin, Marc, Duda, Andrzej, Heusse, Martin, and Valois, Fabrice
Abstract: International audience, Within academia, wireless sensor networks have witnessed a tremendous upsurge in the last decade, which is mainly attributed to their unprecedented operating conditions and hence unlimited research challenges. Within industry, the projected business opportunities are huge with, e.g. according to Frost & Sullivan, an expected market size of approximately $2b by 2012 at a compound annual growth rate of 41.9%, therefore causing the interest in this technology to augment dramatically. The aim of the ARESA project is to capitalize on this academic and industrial momentum and provide clear and knowledgeable guidelines and solutions related to the research, development and commercialization of this emerging technology. The diverse background of the involved partners facilitates unprecedented insights into the design process from conception to revenue makings. This paper aims at summarizing some key issues one encounters when researching medium access control and routing protocols, formally verifying their proper functioning, developing low-power hardware, and finally commercializing wireless sensor networks.

10. Software for Multi Processor System on Chip: moving from generic RISC platforms to CELL

Author: Techniques of Informatics and Microelectronics for integrated systems Architecture (TIMA) ; CNRS - Université Joseph Fourier - Grenoble I - Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG), SARDES (INRIA Grenoble Rhône-Alpes / LIG Laboratoire d'Informatique de Grenoble) ; CNRS - INRIA - Université Joseph Fourier - Grenoble I - Institut polytechnique de Grenoble (Grenoble INP) - Laboratoire d'Informatique de Grenoble, Demontes, L., Bonaciu, M., Amblard, P., Techniques of Informatics and Microelectronics for integrated systems Architecture (TIMA) ; CNRS - Université Joseph Fourier - Grenoble I - Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG), SARDES (INRIA Grenoble Rhône-Alpes / LIG Laboratoire d'Informatique de Grenoble) ; CNRS - INRIA - Université Joseph Fourier - Grenoble I - Institut polytechnique de Grenoble (Grenoble INP) - Laboratoire d'Informatique de Grenoble, Demontes, L., Bonaciu, M., and Amblard, P.
Abstract: ISBN : 978-0-7695-3180-9, International audience, This paper presents the challenges encountered during the process of moving an MPEG4 decoder implementation from RISC based platforms to CELL processor. It presents multiple implementations of MPEG4 video decoder on aCELL processor, using different software partitioning and mapping schemes. The approach starts from a generic representation of an MPEG4 video decoder, from which multiple customized MPEG4 video decoders can be obtained (i.e. different number of tasks, video resolutions, framerates, etc). Each of these configurations of MPEG4 videodecoders was mapped and executed on a CELL processor. During previous works, this was already realized using multi-RISC based Multi Processor System on Chip (MPSoC)platforms. However, by changing to CELL processors, new challenges and problems appeared. They must be considered and solved, in order to obtain a running MPEG4 videodecoder on CELL. This paper presents these challenges and problems, along with some solutions. Finally, some performance results are presented for different MPEG4 video decoders implementations on a CELL processor. This paper is focusing on the portation only, and does not cover the final optimization phase using CELL processor specific code optimization techniques.

11. Designing formal reconfiguration control using UML/MARTE

Author: Lab-STICC_UBS_CACS_MOCS ; Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC) ; CNRS - Université de Bretagne Occidentale (UBO) - Université de Bretagne Sud (UBS) - Télécom Bretagne - Institut Supérieur des Sciences et Technologies de Brest (ISSTB) - Institut Mines-Télécom - PRES Université Européenne de Bretagne (UEB) - CNRS - Université de Bretagne Occidentale (UBO) - Université de Bretagne Sud (UBS) - Télécom Bretagne - Institut Supérieur des Sciences et Technologies de Brest (ISSTB) - Institut Mines-Télécom - PRES Université Européenne de Bretagne (UEB), Lab-STICC_UBS_CACS_MOCS ; Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC) ; CNRS - Université de Bretagne Occidentale (UBO) - Université de Bretagne Sud (UBS) - Télécom Bretagne - Institut Supérieur des Sciences et Technologies de Brest (ISSTB) - ENSTA Bretagne - Institut Mines-Télécom - PRES Université Européenne de Bretagne (UEB) - Ecole Nationale d'Ingénieurs de Brest - CNRS - Université de Bretagne Occidentale (UBO) - Université de Bretagne Sud (UBS) - Télécom Bretagne - Institut Supérieur des Sciences et Technologies de Brest (ISSTB) - ENSTA Bretagne - Institut Mines-Télécom - PRES Université Européenne de Bretagne (UEB) - Ecole Nationale d'Ingénieurs de Brest - Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance [Lorient] (Lab-STICC) ; CNRS - Université de Bretagne Occidentale (UBO) - Université de Bretagne Sud (UBS) - Télécom Bretagne - ENSTA Bretagne - Institut Mines-Télécom - PRES Université Européenne de Bretagne (UEB) - Ecole Nationale d'Ingénieurs de Brest, SARDES (INRIA Grenoble Rhône-Alpes / LIG Laboratoire d'Informatique de Grenoble) ; CNRS - INRIA - Université Joseph Fourier - Grenoble I - Institut polytechnique de Grenoble (Grenoble INP) - Laboratoire d'Informatique de Grenoble, Lab-STICC_CACS_UBS_MOCS ; Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC) ; CNRS - Université de Bretagne Occidentale (UBO) - Université de Bretagne Sud (UBS) - Télécom Bretagne - Institut Supérieur des Sciences et Technologies de Brest (ISSTB) - Institut Mines-Télécom - PRES Université Européenne de Bretagne (UEB) - CNRS - Université de Bretagne Occidentale (UBO) - Université de Bretagne Sud (UBS) - Télécom Bretagne - Institut Supérieur des Sciences et Technologies de Brest (ISSTB) - Institut Mines-Télécom - PRES Université Européenne de Bretagne (UEB) - Université de Bretagne Sud (UBS) ; Université de Bretagne Sud (UBS), Lab-STICC_UBS_CACS_MOCS ; Laboratoire d'Informatique de Robotique et de Microélectronique de Montpellier (LIRMM) ; CNRS - Université Montpellier II - Sciences et techniques - CNRS - Université Montpellier II - Sciences et techniques - Centre d'étude des environnements terrestre et planétaires (CETP) ; CNRS - INSU - Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ) - CNRS - INSU - Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ) - Laboratoire d'Electronique des Systèmes TEmps Réel (LESTER) ; CNRS - Université de Bretagne Sud (UBS) - CNRS - Université de Bretagne Sud (UBS) - LAboratoire Hubert Curien [Saint Etienne] (LHC) ; CNRS - Université Jean Monnet - Saint-Etienne - CNRS - Université Jean Monnet - Saint-Etienne - Inter-Univ. Micro-Electronics Center (IMEC) ; Inter-Univ. Micro-Electronics Center - Inter-Univ. Micro-Electronics Center - NETHEOS (NETHEOS) ; Cap Omega - Cap Omega - LESTER Lab, UBS Research Center ; University of South Britany - University of South Britany - Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC) ; CNRS - Université de Bretagne Occidentale (UBO) - Université de Bretagne Sud (UBS) - Télécom Bretagne - Institut Supérieur des Sciences et Technologies de Brest (ISSTB) - Institut Mines-Télécom - PRES Université Européenne de Bretagne (UEB) - CNRS - Université de Bretagne Occidentale (UBO) - Télécom Bretagne - Institut Supérieur des Sciences et Technologies de Brest (ISSTB) - Institut Mines-Télécom - PRES Université Européenne de Bretagne (UEB) - Université de Bretagne Sud (UBS) ; Université de Bretagne Sud (UBS) - Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC) ; CNRS - Université de Bretagne Occidentale (UBO) - Université de Bretagne Sud (UBS) - Télécom Bretagne - Institut Supérieur des Sciences et Technologies de Brest (ISSTB) - ENSTA Bretagne - Institut Mines-Télécom - PRES Université Européenne de Breta, Guillet, Sébastien, Le Griguer, Nicolas, Rutten, Éric, Gogniat, Guy, Diguet, Jean-Philippe, Lab-STICC_UBS_CACS_MOCS ; Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC) ; CNRS - Université de Bretagne Occidentale (UBO) - Université de Bretagne Sud (UBS) - Télécom Bretagne - Institut Supérieur des Sciences et Technologies de Brest (ISSTB) - Institut Mines-Télécom - PRES Université Européenne de Bretagne (UEB) - CNRS - Université de Bretagne Occidentale (UBO) - Université de Bretagne Sud (UBS) - Télécom Bretagne - Institut Supérieur des Sciences et Technologies de Brest (ISSTB) - Institut Mines-Télécom - PRES Université Européenne de Bretagne (UEB), Lab-STICC_UBS_CACS_MOCS ; Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC) ; CNRS - Université de Bretagne Occidentale (UBO) - Université de Bretagne Sud (UBS) - Télécom Bretagne - Institut Supérieur des Sciences et Technologies de Brest (ISSTB) - ENSTA Bretagne - Institut Mines-Télécom - PRES Université Européenne de Bretagne (UEB) - Ecole Nationale d'Ingénieurs de Brest - CNRS - Université de Bretagne Occidentale (UBO) - Université de Bretagne Sud (UBS) - Télécom Bretagne - Institut Supérieur des Sciences et Technologies de Brest (ISSTB) - ENSTA Bretagne - Institut Mines-Télécom - PRES Université Européenne de Bretagne (UEB) - Ecole Nationale d'Ingénieurs de Brest - Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance [Lorient] (Lab-STICC) ; CNRS - Université de Bretagne Occidentale (UBO) - Université de Bretagne Sud (UBS) - Télécom Bretagne - ENSTA Bretagne - Institut Mines-Télécom - PRES Université Européenne de Bretagne (UEB) - Ecole Nationale d'Ingénieurs de Brest, SARDES (INRIA Grenoble Rhône-Alpes / LIG Laboratoire d'Informatique de Grenoble) ; CNRS - INRIA - Université Joseph Fourier - Grenoble I - Institut polytechnique de Grenoble (Grenoble INP) - Laboratoire d'Informatique de Grenoble, Lab-STICC_CACS_UBS_MOCS ; Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC) ; CNRS - Université de Bretagne Occidentale (UBO) - Université de Bretagne Sud (UBS) - Télécom Bretagne - Institut Supérieur des Sciences et Technologies de Brest (ISSTB) - Institut Mines-Télécom - PRES Université Européenne de Bretagne (UEB) - CNRS - Université de Bretagne Occidentale (UBO) - Université de Bretagne Sud (UBS) - Télécom Bretagne - Institut Supérieur des Sciences et Technologies de Brest (ISSTB) - Institut Mines-Télécom - PRES Université Européenne de Bretagne (UEB) - Université de Bretagne Sud (UBS) ; Université de Bretagne Sud (UBS), Lab-STICC_UBS_CACS_MOCS ; Laboratoire d'Informatique de Robotique et de Microélectronique de Montpellier (LIRMM) ; CNRS - Université Montpellier II - Sciences et techniques - CNRS - Université Montpellier II - Sciences et techniques - Centre d'étude des environnements terrestre et planétaires (CETP) ; CNRS - INSU - Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ) - CNRS - INSU - Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ) - Laboratoire d'Electronique des Systèmes TEmps Réel (LESTER) ; CNRS - Université de Bretagne Sud (UBS) - CNRS - Université de Bretagne Sud (UBS) - LAboratoire Hubert Curien [Saint Etienne] (LHC) ; CNRS - Université Jean Monnet - Saint-Etienne - CNRS - Université Jean Monnet - Saint-Etienne - Inter-Univ. Micro-Electronics Center (IMEC) ; Inter-Univ. Micro-Electronics Center - Inter-Univ. Micro-Electronics Center - NETHEOS (NETHEOS) ; Cap Omega - Cap Omega - LESTER Lab, UBS Research Center ; University of South Britany - University of South Britany - Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC) ; CNRS - Université de Bretagne Occidentale (UBO) - Université de Bretagne Sud (UBS) - Télécom Bretagne - Institut Supérieur des Sciences et Technologies de Brest (ISSTB) - Institut Mines-Télécom - PRES Université Européenne de Bretagne (UEB) - CNRS - Université de Bretagne Occidentale (UBO) - Télécom Bretagne - Institut Supérieur des Sciences et Technologies de Brest (ISSTB) - Institut Mines-Télécom - PRES Université Européenne de Bretagne (UEB) - Université de Bretagne Sud (UBS) ; Université de Bretagne Sud (UBS) - Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC) ; CNRS - Université de Bretagne Occidentale (UBO) - Université de Bretagne Sud (UBS) - Télécom Bretagne - Institut Supérieur des Sciences et Technologies de Brest (ISSTB) - ENSTA Bretagne - Institut Mines-Télécom - PRES Université Européenne de Breta, Guillet, Sébastien, Le Griguer, Nicolas, Rutten, Éric, Gogniat, Guy, and Diguet, Jean-Philippe
Abstract: International audience, This paper presents the first framework to design and synthesize a formal controller managing dynamic reconfiguration, using a Model Driven Engineering methodology base on an extension of UML/MARTE. The implementation technique highlights the combination of hard configuration constraints using weights (control part) - ensured statically and fulfilled by the managed system at runtime - and soft constraints (decision part) which, given a set of correct and accessible configurations, choose one of them. An application model of an image processing application is presented, then transformed and synthesized to be executed on a Xilinx platform to show how the controller, executed on a Microblaze, manages the hardware reconfigurations.

12. A Genome-Wide Evolutionary Simulation of the Transcription-Supercoiling Coupling

Author: Sam Meyer, Théotime Grohens, Guillaume Beslon, Artificial Evolution and Computational Biology (BEAGLE), Laboratoire d'InfoRmatique en Image et Systèmes d'information (LIRIS), Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire de Biométrie et Biologie Evolutive - UMR 5558 (LBBE), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Chromatine et Régulation de la Pathogénie bactérienne (CRP), Microbiologie, adaptation et pathogénie (MAP), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Université de Lyon-Université Lumière - Lyon 2 (UL2), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Lyon, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), and Université de Lyon
Subjects: DNA, Bacterial, Transcription, Genetic, Computational biology, Biology, Genome, General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology, chemistry.chemical_compound, Transcription (biology), Artificial Intelligence, Gene expression, evolution, Computer Science (miscellaneous), [INFO]Computer Science [cs], Promoter Regions, Genetic, Gene, genome, [SDV.GEN.GPO]Life Sciences [q-bio]/Genetics/Populations and Evolution [q-bio.PE], DNA, Superhelical, Promoter, DNA, Phenotype, DNA supercoiling, Agricultural and Biological Sciences (miscellaneous), DNA supercoiling gene transcription genome evolution, gene transcription, transcription-supercoiling coupling, chemistry, DNA supercoil, [INFO.INFO-BI]Computer Science [cs]/Bioinformatics [q-bio.QM]
Abstract: DNA supercoiling, the level of under- or overwinding of the DNA polymer around itself, is widely recognized as an ancestral regulation mechanism of gene expression in bacteria. Higher levels of negative supercoiling facilitate the opening of the DNA double helix at gene promoters and thereby increase gene transcription rates. Different levels of supercoiling have been measured in bacteria exposed to different environments, leading to the hypothesis that variations in supercoiling could be a response to changes in the environment. Moreover, DNA transcription has been shown to generate local variations in the supercoiling level and, therefore, to impact the transcription rate of neighboring genes. In this work, we study the coupled dynamics of DNA supercoiling and transcription at the genome scale. We implement a genome-wide model of gene expression based on the transcription-supercoiling coupling. We show that, in this model, a simple change in global DNA supercoiling is sufficient to trigger differentiated responses in gene expression levels via the transcription-supercoiling coupling. Then, studying our model in the light of evolution, we demonstrate that this non-linear response to different environments, mediated by the transcription-supercoiling coupling, can serve as the basis for the evolution of specialized phenotypes.
Published: 2022

13. <scp>Desire</scp> : Leveraging the Best of Centralized and Decentralized Contact Tracing Systems

Author: Vincent Roca, Antoine Boutet, Cédric Lauradoux, Adrien Baud, Claude Castelluccia, Pierre-Guillaume Raverdy, Mathieu Cunche, Privacy Models, Architectures and Tools for the Information Society (PRIVATICS), Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CITI Centre of Innovation in Telecommunications and Integration of services (CITI), Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon, Service Expérimentation et Développement [Paris] (SED), Inria de Paris, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), CITI Centre of Innovation in Telecommunications and Integration of services (CITI), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), and Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Inria Lyon
Subjects: Risk analysis, Computer Networks and Communications, Computer science, 0211 other engineering and technologies, 02 engineering and technology, Tracing, Computer security, computer.software_genre, Exposure Notification, law.invention, Bluetooth, [INFO.INFO-NI]Computer Science [cs]/Networking and Internet Architecture [cs.NI], law, 020204 information systems, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, National health, 021110 strategic, defence & security studies, Data collection, 3. Good health, Computer Science Applications, Information sensitivity, Hardware and Architecture, Safety Research, computer, Software, Contact tracing, Information Systems
Abstract: Contact tracing in case of pandemic is becoming an essential mitigation tool for national health services to break infection chains and prevent the virus from spreading further. To support manual tracing, several countries have been developing contact tracing apps that detect nearby mobile phones using Bluetooth. Such data collection raised privacy concerns and several privacy-preserving protocols have been proposed to prevent the leakage of personal and sensitive information. These solutions are mainly divided into two categories using a centralized or a decentralized exposure score computation. However, both approaches depict limitations. This article presents Desire , a novel exposure notification system that leverages the best of centralized and decentralized systems. As opposed to existing contact tracing schemes, Desire leverages Private Encounter Tokens ( Pets ) generated locally on the device that uniquely identify an encounter between two nodes while being private and unlinkable by the server. The role of the server is merely to match PETs generated by diagnosed users with the pets provided by requesting users. Our privacy risk analysis shows that Desire drastically improves privacy against malicious users (i.e., limitation of decentralized systems) and authority (i.e., limitation of centralised systems). We implemented Desire , evaluated it in real condition, and show it feasibility.
Published: 2022

14. Improving cancer treatments via dynamical biophysical models

Author: J. Clairambault, M. Kuznetsov, Vitaly Volpert, P. N. Lebedev Physical Institute of the Russian Academy of Sciences [Moscow] (LPI RAS), Russian Academy of Sciences [Moscow] (RAS), Peoples Friendship University of Russia [RUDN University] (RUDN), Laboratoire Jacques-Louis Lions (LJLL (UMR_7598)), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), Modelling and Analysis for Medical and Biological Applications (MAMBA), Inria de Paris, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire Jacques-Louis Lions (LJLL (UMR_7598)), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), Institut Camille Jordan [Villeurbanne] (ICJ), École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Multi-scale modelling of cell dynamics : application to hematopoiesis (DRACULA), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre de génétique et de physiologie moléculaire et cellulaire (CGPhiMC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Maxim Kuznetsov and Vitaly Volpert were supported by the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation: agreement no. 075-03-2020-223/3 (FSSF-2020-0018)., Université de Lyon-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de génétique et de physiologie moléculaire et cellulaire (CGPhiMC), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut Camille Jordan [Villeurbanne] (ICJ), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Centrale de Lyon (ECL), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Institut Camille Jordan (ICJ), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut Camille Jordan (ICJ), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Centrale de Lyon (ECL), and Modélisation mathématique, calcul scientifique (MMCS)
Subjects: Computer science, General Physics and Astronomy, Cancer, Mathematical oncology, Models, Theoretical, Medical Oncology, medicine.disease, Antitumor therapy, Mathematical medicine, Intrinsic plasticity, Treatment efficacy, Clinical Practice, Risk analysis (engineering), Artificial Intelligence, Neoplasms, Tumor Microenvironment, medicine, Humans, [MATH.MATH-AP]Mathematics [math]/Analysis of PDEs [math.AP], Narrow range, Tumor growth, Optimization Contents, General Agricultural and Biological Sciences, Adverse effect
Abstract: International audience; Despite significant advances in oncological research, cancer nowadays remains one of the main causes of mortality and morbidity worldwide. New treatment techniques, as a rule, have limited efficacy, target only a narrow range of oncological diseases, and have limited availability to the general public due their high cost. An important goal in oncology is thus the modification of the types of antitumor therapy and their combinations, that are already introduced into clinical practice, with the goal of increasing the overall treatment efficacy. One option to achieve this goal is optimization of the schedules of drugs administration or performing other medical actions. Several factors complicate such tasks: the adverse effects of treatments on healthy cell populations, which must be kept tolerable; the emergence of drug resistance due to the intrinsic plasticity of heterogeneous cancer cell populations; the interplay between different types of therapies administered simultaneously. Mathematical modeling, in which a tumor and its microenvironment are considered as a single complex system, can address this complexity and can indicate potentially effective protocols, that would require experimental verification. In this review, we consider classical methods, current trends and future prospects in the field of mathematical modeling of tumor growth and treatment. In particular, methods of treatment optimization are discussed with several examples of specific problems related to different types of treatment.
Published: 2021

15. Obesity and hyperinsulinemia drive adipocytes to activate a cell cycle program and senesce

Author: Ida Alexandersson, Nahida Arifen, Firoozeh Salehzadeh, Anders Thorell, Carolina E. Hagberg, Jeremie Boucher, Kirsty L. Spalding, Qian Li, Ping Chen, Niels Krämer, Matthew J. Harms, Carole Knibbe, Shuai Lang, Helena Silva Cascales, Eleni Terezaki, Mervi T. Hyvönen, Myriam Aouadi, Maria Kutschke, Karolinska Institutet [Stockholm], BioPharmaceuticals R&D [Gothenburg], AstraZeneca, Artificial Evolution and Computational Biology (BEAGLE), Laboratoire d'InfoRmatique en Image et Systèmes d'information (LIRIS), Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire de Biométrie et Biologie Evolutive - UMR 5558 (LBBE), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Cardiovasculaire, métabolisme, diabétologie et nutrition (CarMeN), Université de Lyon-Université de Lyon-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Laboratoire de Biométrie et Biologie Evolutive - UMR 5558 (LBBE), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire d'InfoRmatique en Image et Systèmes d'information (LIRIS), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Centrale de Lyon (ECL), and Université de Lyon-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)
Subjects: Senescence, obesity, senescence, Adipose tissue, Inflammation, [SDV.BC]Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology, Biology, adipocyte, General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology, Transcriptome, 03 medical and health sciences, chemistry.chemical_compound, 0302 clinical medicine, Adipocyte, medicine, Hyperinsulinemia, 030304 developmental biology, Progenitor, 0303 health sciences, General Medicine, [SDV.MHEP.EM]Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Endocrinology and metabolism, Cell cycle, medicine.disease, Cell biology, chemistry, hyperinsulinemia, cell cycle, medicine.symptom, 030217 neurology & neurosurgery
Abstract: International audience; Obesity is considered an important factor for many chronic diseases, including diabetes, cardiovascular disease and cancer. The expansion of adipose tissue in obesity is due to an increase in both adipocyte progenitor differentiation and mature adipocyte cell size. Adipocytes, however, are thought to be unable to divide or enter the cell cycle. We demonstrate that mature human adipocytes unexpectedly display a gene and protein signature indicative of an active cell cycle program. Adipocyte cell cycle progression associates with obesity and hyperinsulinemia, with a concomitant increase in cell size, nuclear size and nuclear DNA content. Chronic hyperinsulinemia in vitro or in humans, however, is associated with subsequent cell cycle exit, leading to a premature senescent transcriptomic and secretory profile in adipocytes. Premature senescence is rapidly becoming recognized as an important mediator of stress-induced tissue dysfunction. By demonstrating that adipocytes can activate a cell cycle program, we define a mechanism whereby mature human adipocytes senesce. We further show that by targeting the adipocyte cell cycle program using metformin, it is possible to influence adipocyte senescence and obesity-associated adipose tissue inflammation.
Published: 2021

16. DyPS: Dynamic, Private and Secure GWAS

Author: Paulo Esteves-Verissimo, Jérémie Decouchant, Antoine Boutet, Túlio Pascoal, Privacy Models, Architectures and Tools for the Information Society (PRIVATICS), CITI Centre of Innovation in Telecommunications and Integration of services (CITI), Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Interdisciplinary Centre for Security, Reliability and Trust [Luxembourg] (SnT), Université du Luxembourg (Uni.lu), Delft University of Technology (TU Delft), King Abdullah University of Science and Technology (KAUST), Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CITI Centre of Innovation in Telecommunications and Integration of services (CITI), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), and Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Inria Lyon
Subjects: Computer science, 0211 other engineering and technologies, 02 engineering and technology, Multidisciplinaire, généralités & autres [C99] [Ingénierie, informatique & technologie], 03 medical and health sciences, [INFO.INFO-CR]Computer Science [cs]/Cryptography and Security [cs.CR], GWAS, federated gwas, 030304 developmental biology, General Environmental Science, Computer science [C05] [Engineering, computing & technology], Ethics, Dynamic workload, 021110 strategic, defence & security studies, 0303 health sciences, business.industry, Multidisciplinary, general & others [C99] [Engineering, computing & technology], Information technology, collusion resistance, QA75.5-76.95, Sciences informatiques [C05] [Ingénierie, informatique & technologie], BJ1-1725, Data science, genomic privacy, Genomic Privacy, Electronic computers. Computer science, Federated GWAS, General Earth and Planetary Sciences, business, dynamic workload, Collusion-resistance
Abstract: Genome-Wide Association Studies (GWAS) identify the genomic variations that are statistically associated with a particular phenotype (e.g., a disease). The confidence in GWAS results increases with the number of genomes analyzed, which encourages federated computations where biocenters would periodically share the genomes they have sequenced. However, for economical and legal reasons, this collaboration will only happen if biocenters cannot learn each others’ data. In addition, GWAS releases should not jeopardize the privacy of the individuals whose genomes are used. We introduce DyPS, a novel framework to conduct dynamic privacy-preserving federated GWAS. DyPS leverages a Trusted Execution Environment to secure dynamic GWAS computations. Moreover, DyPS uses a scaling mechanism to speed up the releases of GWAS results according to the evolving number of genomes used in the study, even if individuals retract their participation consent. Lastly, DyPS also tolerates up to all-but-one colluding biocenters without privacy leaks. We implemented and extensively evaluated DyPS through several scenarios involving more than 6 million simulated genomes and up to 35,000 real genomes. Our evaluation shows that DyPS updates test statistics with a reasonable additional request processing delay (11% longer) compared to an approach that would update them with minimal delay but would lead to 8% of the genomes not being protected. In addition, DyPS can result in the same amount of aggregate statistics as a static release (i.e., at the end of the study), but can produce up to 2.6 times more statistics information during earlier dynamic releases. Besides, we show that DyPS can support a larger number of genomes and SNP positions without any significant performance penalty.
Published: 2021

17. Method of Monotone Solutions for Reaction-Diffusion Equations

Author: Vitaly Volpert, Vitali Vougalter, Institut Camille Jordan [Villeurbanne] (ICJ), École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Multi-scale modelling of cell dynamics : application to hematopoiesis (DRACULA), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre de génétique et de physiologie moléculaire et cellulaire (CGPhiMC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Peoples Friendship University of Russia [RUDN University] (RUDN), University of Toronto, Institut Camille Jordan (ICJ), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de génétique et de physiologie moléculaire et cellulaire (CGPhiMC), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut Camille Jordan (ICJ), and Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Centrale de Lyon (ECL)
Subjects: Statistics and Probability, Degree (graph theory), Function space, Applied Mathematics, General Mathematics, AMS subject classification: 35K57, 010102 general mathematics, 35J61, System of linear equations, 01 natural sciences, 010305 fluids & plasmas, Elliptic operator, Monotone polygon, 0103 physical sciences, Reaction–diffusion system, [MATH.MATH-AP]Mathematics [math]/Analysis of PDEs [math.AP], A priori and a posteriori, Applied mathematics, 47H11, 0101 mathematics, Mathematics
Abstract: International audience; Existence of solutions of reaction-diffusion systems of equations in unbounded domains is studied by the Leray-Schauder (LS) method based on the topological degree for elliptic operators in unbounded domains and on a priori estimates of solutions in weighted spaces. We identify some reaction-diffusion systems for which there exist two subclasses of solutions separated in the function space, monotone and nonmonotone solutions. A priori estimates and existence of solutions are obtained for monotone solutions allowing to prove their existence by the LS method. Various applications of this method are given.
Published: 2021

18. Participatory Air Quality and Urban Heat Islands Monitoring System

Author: Lucille Alonso, Florent Pineau, Manoel Dahan, Mohamed Anis Fekih, Hervé Rivano, Florent Renard, Walid Bechkit, ALGorithmes et Optimisation pour Réseaux Autonomes (AGORA), CITI Centre of Innovation in Telecommunications and Integration of services (CITI), Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), Université de Lyon, Total Raffinage-Chimie, ANR-11-IDEX-0007,Avenir L.S.E.,PROJET AVENIR LYON SAINT-ETIENNE(2011), Environnement Ville Société (EVS), École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-École des Mines de Saint-Étienne (Mines Saint-Étienne MSE), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-École Nationale des Travaux Publics de l'État (ENTPE)-École nationale supérieure d'architecture de Lyon (ENSAL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), TOTAL, Centre de recherche de Solaize (CReS), Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CITI Centre of Innovation in Telecommunications and Integration of services (CITI), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), and Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)
Subjects: Computer science, Real-time computing, Participatory monitoring, 02 engineering and technology, 7. Clean energy, [INFO.INFO-MC]Computer Science [cs]/Mobile Computing, Participatory sensing, Smart city, 11. Sustainability, Environmental monitoring, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, [INFO]Computer Science [cs], Electrical and Electronic Engineering, Urban heat island, Low-cost sensors, Instrumentation, Air quality index, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Pollutant, Urban heat islands, business.industry, 020208 electrical & electronic engineering, Humidity, Energy consumption, Wireless sensor networks, 13. Climate action, Air quality, [INFO.INFO-ES]Computer Science [cs]/Embedded Systems, Internet of Things, business, Wireless sensor network
Abstract: International audience; The widespread use of low-cost environmental monitoring systems, together with recent developments in the design of Internet of Things architectures and protocols, has given new impetus to smart city applications. Such progress should, in particular, considerably improve the fine characterization of a wide range of physical quantities within our cities. Indeed, the cost-effectiveness of these emerging sensors combined with their reduced size allows for high density deployments resulting in a higher spatial granularity. In this paper, we briefly present the 3M'Air project that aims to explore the potential of participatory citizen measures using low-cost sensors in order to improve the local knowledge of air quality and temperature and then bridge the gap between individual exposure and regional measurements. We present then the design, implementation and evaluation of our low-cost, small-size WSN-based participatory monitoring system. This system is composed of mobile sensing nodes measuring temperature, humidity and a number of pollutants (NO$_{2}$, PM$_{1}$, PM$_{2.5}$ and PM$_{10}$). The collected data are sent to a server for analysis and building temperature and air quality maps. To validate our platform, we have carried out multiple tests to compare our sensor nodes to reference stations and to each other. We have also evaluated the energy consumption of our nodes under different configurations. The results are satisfactory and show that our nodes can be used in environmental participatory monitoring.
Published: 2021

19. Uncertainty-Aware Deep Learning Architectures for Highly Dynamic Air Quality Prediction

Author: Ichrak Mokhtari, Walid Bechkit, Herve Rivano, Mouloud Riadh Yaici, ALGorithmes et Optimisation pour Réseaux Autonomes (AGORA), Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CITI Centre of Innovation in Telecommunications and Integration of services (CITI), Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), ANR-11-IDEX-0007,Avenir L.S.E.,PROJET AVENIR LYON SAINT-ETIENNE(2011), CITI Centre of Innovation in Telecommunications and Integration of services (CITI), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, and ANR-11-IDEX-0007,Avenir L.S.E.,Urban Worlds Intelligences(2011)
Subjects: spatio-temporel prediction, FFT-07, highly dynamic air quality, Conv-LSTM, accidental pollutant release, [INFO]Computer Science [cs], lcsh:Electrical engineering. Electronics. Nuclear engineering, uncertainty, lcsh:TK1-9971, WSN
Abstract: International audience; Forecasting air pollution is considered as an essential key for early warning and control management of air pollution, especially in emergency situations, where big amounts of pollutants are quickly released in the air, causing considerable damages. Predicting pollution in such situations is particularly challenging due to the strong dynamic of the phenomenon and the various spatio-temporal factors affecting air pollution dispersion. In addition, providing uncertainty estimates of prediction makes the forecasting model more trustworthy, which helps decision-makers to take appropriate actions with more conﬁdence regarding the pollution crisis. In this study, we propose a multi-point deep learning model based on convolutional long short term memory (ConvLSTM) for highly dynamic air quality forecasting. ConvLSTM architectures combines long short term memory (LSTM) and convolutional neural network (CNN), which allows to mine both temporal and spatial data features. In addition, uncertainty quantiﬁcation methods were implemented on top of our model’s architecture and their performances were further excavated. We conduct extensive experimental evaluations using a real and highly dynamic air pollution data set called Fusion Field Trial 2007 (FFT07). The results demonstrate the superiority of our proposed deep learning model in comparison to state-of-the-art methods including machine and deep learning techniques. Finally, we discuss the results of the uncertainty techniques and we derive insights.
Published: 2021

20. Identification of stochastic gene expression models over lineage trees

Author: Aline Marguet, Eugenio Cinquemani, Modeling, simulation, measurement, and control of bacterial regulatory networks (IBIS), Laboratoire Adaptation et pathogénie des micro-organismes [Grenoble] (LAPM), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut Jean Roget, Analyse, ingénierie et contrôle des micro-organismes (MICROCOSME), Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université Grenoble Alpes (UGA), and Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes
Subjects: 0303 health sciences, Lineage (genetic), 020206 networking & telecommunications, 02 engineering and technology, Computational biology, Biology, 03 medical and health sciences, Tree (data structure), Autoregressive model, [MATH.MATH-ST]Mathematics [math]/Statistics [math.ST], Control and Systems Engineering, Gene expression, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, [SDV.BBM]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology, Identification (biology), [INFO.INFO-BI]Computer Science [cs]/Bioinformatics [q-bio.QM], 030304 developmental biology
Abstract: International audience; In previous work, we have developed an autoregressive Mixed-Effects model of the evolution of the kinetic gene expression parameters along cell generations, and an identification method simultaneously exploiting single-cell gene expression profiles and known parental relationships among cells (lineage tree data). Here, we extend our modelling and identification approach to explicitly account for stochasticity of promoter activation, and demonstrate via simulation the performance of the method and the improvement relative to the original approach where this source of noise is not accounted for.
Published: 2021

21. Radioprotective effects of induced astronaut torpor and advanced propulsion systems during deep space travel

Author: A. Ryan, Tim Squire, Samuel Bernard, Canberra Hospital, The University of Notre Dame [Sydney], School of Aerospace, Mechanical and Mechatronic Engineering (AMME), The University of Sydney, Modélisation mathématique, calcul scientifique (MMCS), Institut Camille Jordan (ICJ), École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Multi-scale modelling of cell dynamics : application to hematopoiesis (DRACULA), Centre de génétique et de physiologie moléculaire et cellulaire (CGPhiMC), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut Camille Jordan (ICJ), Institut Camille Jordan [Villeurbanne] (ICJ), Université de Lyon-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre de génétique et de physiologie moléculaire et cellulaire (CGPhiMC), and Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Hibernation, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Torpor, Health, Toxicology and Mutagenesis, [MATH.MATH-DS]Mathematics [math]/Dynamical Systems [math.DS], Propulsion, Radiation Dosage, 7. Clean energy, 01 natural sciences, Body Temperature, Radiation Protection, Circadian Clocks, 0103 physical sciences, medicine, Humans, Circadian rhythm, 010303 astronomy & astrophysics, 0105 earth and related environmental sciences, Physics, Radiation, Ecology, Bioastronautics, business.industry, Astronomy and Astrophysics, Space Flight, Hypothermia, Agricultural and Biological Sciences (miscellaneous), Biophysics, Astronauts, medicine.symptom, Radiation protection, Interplanetary spaceflight, business
Abstract: Human metabolic suppression is not a new concept, with 1950s scientific literature and movies demonstrating its potential use for deep space travel (Hock, 1960). An artificially induced state of metabolic suppression in the form of torpor would improve the amount of supplies required and therefore lessen weight and fuel required for missions to Mars and beyond (Choukèr et al., 2019). Transfer habitats for human stasis to Mars have been conceived (Bradford et al., 2018). Evidence suggests that animals, when hibernating, demonstrate relative radioprotection compared to their awake state. Experiments have also demonstrated relative radioprotection in conditions of hypothermia as well as during sleep (Bellesi et al., 2016 and Andersen et al., 2009). Circadian rhythm disrupted cells also appear to be more susceptible to radiation damage compared to those that are under a rhythmic control (Dakup et al., 2018). An induced torpor state for astronauts on deep space missions may provide a biological radioprotective state due to a decreased metabolism and hypothermic conditions. A regular enforced circadian rhythm might further limit DNA damage from radiation. The As Low As Reasonably Achievable (A.L.A.R.A.) radiation protection concept defines time, distance and shielding as ways to decrease radiation exposure. Whilst distance cannot be altered in space and shielding either passively or actively may be beneficial, time of exposure may be drastically decreased with improved propulsion systems. Whilst chemical propulsion systems have superior thrust to other systems, they lack high changes in velocity and fuel efficiency which can be achieved with nuclear or electric based propulsion systems. Radiation toxicity could be limited by reduced transit times, combined with the radioprotective effects of enforced circadian rhythms during a state of torpor or hibernation.1. Investigate how the circadian clock and body temperature may contribute to radioprotection during human torpor on deep space missions. 2. Estimate radiation dose received by astronauts during a transit to Mars with varying propulsion systems.We simulated three types of conditions to investigate the potential radioprotective effect of the circadian clock and decreased temperature on cells being exposed to radiation such that may be the case during astronaut torpor. These conditions were: - Circadian clock strength: strong vs weak. - Light exposure: dark-dark vs light-dark cycle - Body temperature: 37C vs hypothermia vs torpor. We estimated transit times for a mission to Mars from Earth utilizing chemical, nuclear and electrical propulsion systems. Transit times were generated using the General Mission Analysis Tool (GMAT) and Matlab. These times were then input into the National Aeronautics and Space Administration (NASA) Online Tool for the Assessment of Radiation In Space (OLTARIS) computer simulator to estimate doses received by an astronaut for the three propulsion methods.Our simulation demonstrated an increase in radioprotection with decreasing temperature. The greatest degree of radioprotection was shown in cells that maintained a strong circadian clock during torpor. This was in contrast to relatively lower radioprotection in cells with a weak clock during normothermia. We were also able to demonstrate that if torpor weakened the circadian clock, a protective effect could be partially restored by an external drive such as lighting schedules to aid entrainment i.e.: Blue light exposure for periods of awake and no light for rest times For the propulsion simulation, estimated transit times from Earth to Mars were 258 days for chemical propulsion with 165.9mSv received, 209 days for nuclear propulsion with 134.4mSv received and 80 days for electrical propulsion with 51.4mSv received.A state of torpor for astronauts on deep space missions may not only improve weight, fuel and storage requirements but also provide a potential biological radiation protection strategy. Moreover, maintaining a controlled circadian rhythm during torpor conditions may aid radioprotection. In the not too distant future, propulsion techniques will be improved to limit transit time and hence decrease radiation dose to astronauts. Limiting exposure time and enhancing physiological radioprotection during transit could provide superior radioprotection benefits compared with active and passive radiation shielding strategies alone.
Published: 2020

22. Analytical and simulation tools for optical camera communications

Author: Alexis Duque, Hervé Rivano, Razvan Stanica, Adrien Desportes, Rtone, ALGorithmes et Optimisation pour Réseaux Autonomes (AGORA), Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CITI Centre of Innovation in Telecommunications and Integration of services (CITI), Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), CITI Centre of Innovation in Telecommunications and Integration of services (CITI), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, and Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)
Subjects: Markov-modulated Bernoulli process, Computer Networks and Communications, business.industry, Computer science, Quality of service, Visible light communication, LED-to-camera, 020206 networking & telecommunications, 02 engineering and technology, simulation tools, [INFO.INFO-MO]Computer Science [cs]/Modeling and Simulation, visible light communications, Network simulation, [INFO.INFO-NI]Computer Science [cs]/Networking and Internet Architecture [cs.NI], [INFO.INFO-MC]Computer Science [cs]/Mobile Computing, Range (mathematics), 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Electronic engineering, Wireless, 020201 artificial intelligence & image processing, Bernoulli process, business, Communication channel
Abstract: International audience; The use of LED-to-camera communication opens the door to a wide range of use cases and applications, with diverse requirements in terms of quality of service. However, while analytical models and simulation tools exist for all the major radio communication technologies, the only way of currently evaluating the performance of a network mechanism over LED-to-camera is to implement and test it. Our work aims to fill this gap by proposing a Markov-modulated Bernoulli process to model the wireless channel in LED-to-camera communications, which is shown to closely match experimental results. Based on this model, we develop and validate CamComSim, the first network simulator for LED-to-camera communications.
Published: 2020

23. <scp>UHF RFID</scp> elastic textile yarn

Author: Daniele Sette, Yvan Duroc, Sofia Benouakta, Florin Hutu, Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon, Ampère, Département Energie Electrique (EE), Ampère (AMPERE), École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Software and Cognitive radio for telecommunications (SOCRATE), CITI Centre of Innovation in Telecommunications and Integration of services (CITI), Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Primo1D [Grenoble], Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CITI Centre of Innovation in Telecommunications and Integration of services (CITI), and Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)
Subjects: Computer science, Mechanical engineering, Context (language use), 02 engineering and technology, law.invention, RFID yarn, [SPI]Engineering Sciences [physics], law, Robustness (computer science), 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Radio-frequency identification, ComputerSystemsOrganization_SPECIAL-PURPOSEANDAPPLICATION-BASEDSYSTEMS, Electronics, Dipole antenna, Electrical and Electronic Engineering, business.industry, 020206 networking & telecommunications, smart textile, Yarn, Condensed Matter Physics, Atomic and Molecular Physics, and Optics, [SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics, Electronic, Optical and Magnetic Materials, [SPI.ELEC]Engineering Sciences [physics]/Electromagnetism, Ultra high frequency, RFID tag, helical antennas, visual_art, visual_art.visual_art_medium, Antenna (radio), business
Abstract: International audience; Over the last decade, the wearable electronics has greatly improved and the wearables market is expected to increase exponentially in the next years. UHF (Ultra High Frequencies) RFID (Radio Frequency IDentification) textile yarns represent one of the most relevant solutions for adding smart functionality into clothes and more generally for any object integrating a textile tag. Among the existing textile yarn solutions, the E-Thread® technology consists on electronics embedded into textile yarn using a micro-encapsulation method. This technology is the starting point of the work presented in this paper. One of the hardest constraints that the RFID yarn should overcome is the robustness against stretching. Thus, the antenna has to be tolerant to the deformation of the associated textile yarn. Unlike the half-wave dipole antenna used in the current E-Thread® yarn, the proposed solution is based on helical dipole antenna topology because its geometry naturally makes feasible an axial stretching. This study details the manufacturing process as well as the design methodology of the antenna taking into account the RFID context as well as the constraints imposed by the manufacturing process. The impact of the antenna's physical parameters is highlighted in order to provide design guidelines. The helical dipole antenna enables until 16% of axial elongation while the dipole antenna would tear apart.
Published: 2020

24. Missed by Filter Lists: Detecting Unknown Third-Party Trackers with Invisible Pixels

Author: Imane Fouad, Nataliia Bielova, Natasa Sarafijanovic-Djukic, Arnaud Legout, Privacy Models, Architectures and Tools for the Information Society (PRIVATICS), CITI Centre of Innovation in Telecommunications and Integration of services (CITI), Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Design, Implementation and Analysis of Networking Architectures (DIANA), Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), This work is supported by ANSWER projectPIA FSN2 (P159564-266178\DOS0060094)., Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CITI Centre of Innovation in Telecommunications and Integration of services (CITI), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), and Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Inria Lyon
Subjects: FOS: Computer and information sciences, Computer Science - Cryptography and Security, BitTorrent tracker, Computer science, Online tracking, Large-scale crawling, 02 engineering and technology, Crawling, Tracking (particle physics), Computer Science - Computers and Society, Ad-blocker, [INFO.INFO-CY]Computer Science [cs]/Computers and Society [cs.CY], Computers and Society (cs.CY), Web page, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Computer vision, General Environmental Science, Ethics, Thesaurus (information retrieval), Pixel, Third party, business.industry, [INFO.INFO-WB]Computer Science [cs]/Web, 020206 networking & telecommunications, QA75.5-76.95, Invisible pixels, BJ1-1725, Filter (video), Electronic computers. Computer science, Cookie synching, General Earth and Planetary Sciences, 020201 artificial intelligence & image processing, Artificial intelligence, business, Cryptography and Security (cs.CR)
Abstract: Web tracking has been extensively studied over the last decade. To detect tracking, previous studies and user tools rely on filter lists. However, it has been shown that filter lists miss trackers. In this paper, we propose an alternative method to detect trackers inspired by analyzing behavior of invisible pixels. By crawling 84,658 webpages from 8,744 domains, we detect that third-party invisible pixels are widely deployed: they are present on more than 94.51% of domains and constitute 35.66% of all third-party images. We propose a fine-grained behavioral classification of tracking based on the analysis of invisible pixels. We use this classification to detect new categories of tracking and uncover new collaborations between domains on the full dataset of 4,216,454 third-party requests. We demonstrate that two popular methods to detect tracking, based on EasyList&EasyPrivacy and on Disconnect lists respectively miss 25.22% and 30.34% of the trackers that we detect. Moreover, we find that if we combine all three lists 379,245 requests originated from 8,744 domains still track users on 68.70% of websites., This paper has been accepted to PETs 2020
Published: 2020

25. Analyse de stabilité d'une équation à deux retards et application à la production des plaquettes sanguines

Author: Jacques Bélair, Laurent Pujo-Menjouet, Loïs Boullu, Multi-scale modelling of cell dynamics : application to hematopoiesis (DRACULA), Centre de génétique et de physiologie moléculaire et cellulaire (CGPhiMC), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut Camille Jordan (ICJ), École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Département de Mathématiques et de Statistiques [UdeM- Montréal], Université de Montréal (UdeM), Modélisation mathématique, calcul scientifique (MMCS), Institut Camille Jordan (ICJ), Université Claude Bernard Lyon 1 - Faculté des sciences (UCBL FS), Université de Lyon-Université de Lyon, Région Rhône-Alpes (Explo'RA Doc), France Canada Research Fund, NSERC, MITACS, ANR-10-LABX-0070,MILYON,Community of mathematics and fundamental computer science in Lyon(2010), Institut Camille Jordan [Villeurbanne] (ICJ), Université de Lyon-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre de génétique et de physiologie moléculaire et cellulaire (CGPhiMC), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Claude Bernard Lyon 1 - Faculté des sciences et technologies (UCBL FST), and LABEX MILYON (ANR-10-LABX-0070) of Universiyé de Lyon, within the program 'Investissements d’Avenir' (ANR-11-IDEX-0007) operated by the French National Research Agency (ANR)
Subjects: Platelets, Differential equation, [MATH.MATH-DS]Mathematics [math]/Dynamical Systems [math.DS], Population, centre manifold analysis, Space (mathematics), Stability (probability), two delays, Combinatorics, 03 medical and health sciences, symbols.namesake, 0302 clinical medicine, Discrete Mathematics and Combinatorics, education, Bifurcation, 030304 developmental biology, Physics, Hopf bifurcation, 0303 health sciences, education.field_of_study, Applied Mathematics, Torus, stability, D-decomposition, 030220 oncology & carcinogenesis, oscillations, symbols, Production (computer science), Analysis
Abstract: International audience; We analyze the stability of a differential equation with two delays originating from a model for a population divided into two subpopulations, immature and mature, and we apply this analysis to a model for platelet production. The dynamics of mature individuals is described by the following nonlinear differential equation with two delays: x'(t) = −γx(t) + g(x(t − τ1)) − g(x(t − τ1 − τ2))e(−γ τ2). The method of D-decomposition is used to compute the stability regions for a given equilibrium. The centre manifold theory is used to investigate the steady-state bifurcation and the Hopf bifurcation. Similarly, analysis of the centre manifold associated with a double bifurcation is used to identify a set of parameters such that the solution is a torus in the pseudo-phase space. Finally, the results of the local stability analysis are used to study the impact of an increase of the death rate γ or of a decrease of the survival time τ2 of platelets on the onset of oscillations. We show that the stability is lost through a small decrease of survival time (from 8.4 to 7 days), or through an important increase of the death rate (from 0.05 to 0.625 1/day).; Nous analysons la stabilité d’une équation différentielle à deux retards issue de la dynamique de populations structurées en deux catégories, immatures et matures, puis nous appliquons cette analyse à un modèle pour la production des plaquettes. La dynamique du nombre d’individus matures est alors décrite par une équation à deux retards non-linéaire de la forme x'(t) = −γx(t) + g(x(t − τ1)) − g(x(t − τ1 − τ2))e(−γ τ2) . La méthode de la D-décomposition est utilisée pour procéder numériquement à une exploration exhaustive des configurations que peut prendre la région de stabilité dans les plans (A,B) et (τ,B). L’analyse de la variété centre est utilisée pour étudier la bifurcation "steady-state" et les bifurcations de Hopf. De manière similaire, l'analyse de la variété centre associée aux doubles bifurcations permet d'identifier un jeu de paramètres auquel correspond une solution prenant la forme d’un tore dans l’espace de pseudo-phase. Enfin, les résultats de l’analyse de stabilité locale est utilisé pour étudier l’impact d’une augmentation du taux de mort des plaquettes γ ainsi que celui d’une diminution du temps de survie des plaquettes τ2 sur l’apparition d’oscillations. Nous montrons alors que la stabilité peut être perdue à la suite d’une diminution légère du temps de survie (de 8.4 jours à 7 jours), ou par une forte augmentation du taux de mort (de 0.05 à 0.6/jour).
Published: 2020

26. Dynamics of solutions of a reaction-diffusion equation with delayed inhibition

Author: Mohammed Nor Frioui, N. Bessonov, Vitaly Volpert, Tarik Mohammed Touaoula, Université Aboubekr Belkaid - University of Belkaïd Abou Bekr [Tlemcen], Institute for Problems of Mechanical Engineering (IPME RAS), Russian Academy of Sciences [Moscow] (RAS), Institut Camille Jordan [Villeurbanne] (ICJ), École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Multi-scale modelling of cell dynamics : application to hematopoiesis (DRACULA), Centre de génétique et de physiologie moléculaire et cellulaire (CGPhiMC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut Camille Jordan [Villeurbanne] (ICJ), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Centrale de Lyon (ECL), Institut Camille Jordan (ICJ), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut Camille Jordan (ICJ), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Centrale de Lyon (ECL), and Modélisation mathématique, calcul scientifique (MMCS)
Subjects: Physics, Applied Mathematics, 010102 general mathematics, Dynamics (mechanics), Pattern formation, Spatiotemporal pattern, Space (mathematics), 01 natural sciences, Stability (probability), 010305 fluids & plasmas, Term (time), Homogeneous, 0103 physical sciences, Reaction–diffusion system, [MATH.MATH-AP]Mathematics [math]/Analysis of PDEs [math.AP], Discrete Mathematics and Combinatorics, Statistical physics, 0101 mathematics, Analysis
Abstract: International audience; Reaction-diffusion equation with a logistic production term and a delayed inhibition term is studied. Global stability of the homogeneous in space equilibrium is proved under some conditions on the delay term. In the case where these conditions are not satisfied, this solution can become unstable resulting in the emergence of spatiotemporal pattern formation studied in numerical simulations.
Published: 2020

27. Online Reconfiguration of IoT Applications in the Fog: The Information-Coordination Trade-off

Author: Arnaud Legrand, Panayotis Mertikopoulos, Bruno Donassolo, Ilhem Fajjari, Orange Labs [Chatillon], Orange Labs, Performance analysis and optimization of LARge Infrastructures and Systems (POLARIS), Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire d'Informatique de Grenoble (LIG), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), GRID5000, ANR-16-CE33-0004,ORACLESS,Stratégies adaptatives d'allocation des ressources dans les réseaux sans fil dynamiques(2016), Laboratoire d'Informatique de Grenoble (LIG), Université Grenoble Alpes (UGA)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Criteo AI Lab, and Criteo [Paris]
Subjects: 020203 distributed computing, Computer science, business.industry, Online learning, Quality of service, Distributed computing, Testbed, Internet of Things, Control reconfiguration, Cloud computing, 02 engineering and technology, Online scheduling, Scheduling (computing), Computational Theory and Mathematics, Hardware and Architecture, Signal Processing, Reconfiguration, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Fog computing, [INFO.INFO-DC]Computer Science [cs]/Distributed, Parallel, and Cluster Computing [cs.DC], business, 5G
Abstract: The evolution of the Internet of Things (IoT) is driving an extraordinary growth of traffic and processing demands, persuading 5G players to change their infrastructures. In this context, Fog computing emerges as a potential solution, providing nearby resources to run IoT applications. However, the Fog raises several challenges which hinders its adoption. In this article, we consider the reconfiguration problem , i.e., how to dynamically adapt the placement of IoT applications running on the Fog, depending on application needs and evolution of resource usage. We propose and evaluate a series of reconfiguration algorithms, based on both online scheduling and online learning approaches. Through an extensive set of experiments in a realistic testbed, we demonstrate that the performance strongly depends on the quality and availability of information from both Fog infrastructure and IoT applications. This information mainly concerns the application’s resource usage (estimated by the user during the design of the application) and the availability of resources in the infrastructure (collected by commercial off-the-shelf monitoring tools). Finally, we show that a reactive and greedy strategy, which relies on this additional information, can overcome the performance of state-of-the-art online learning algorithms, even in a scenario with inaccurate information.
Published: 2022

28. Dynamical Analysis and Optimization of a Generalized Resource Allocation Model of Microbial Growth

Author: Agustín G. Yabo, Jean-Baptiste Caillau, Jean-Luc Gouzé, Hidde de Jong, Francis Mairet, Université Côte d'Azur (UCA), Biological control of artificial ecosystems (BIOCORE), Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire d'océanographie de Villefranche (LOV), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de la Mer de Villefranche (IMEV), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de la Mer de Villefranche (IMEV), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Mathematics for Control, Transport and Applications (McTAO), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Modeling, simulation, measurement, and control of bacterial regulatory networks (IBIS), Laboratoire Adaptation et pathogénie des micro-organismes [Grenoble] (LAPM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut Jean Roget, Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER), Analyse, ingénierie et contrôle des micro-organismes (MICROCOSME), Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université Grenoble Alpes (UGA), ANR-17-CE40-0024,Maximic,Contrôle optimal de cellules microbiennes - stratégies naturelles et synthétiques(2017), and ANR-11-LABX-0028,SIGNALIFE,Réseau d'Innovation sur les Voies de Signalisation en Sciences de la Vie(2011)
Subjects: 0303 health sciences, 030306 microbiology, turnpike, resource allocation, systems biology, bacterial growth laws, [SDV.BC]Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology, 03 medical and health sciences, optimal control, Modeling and Simulation, nutritional shifts, turnpike AMS subject classifications. 37N25, [MATH.MATH-OC]Mathematics [math]/Optimization and Control [math.OC], Analysis, 030304 developmental biology
Abstract: International audience; Gaining a better comprehension of the growth of microorganisms is a major scientific challenge, which has often been approached from a resource allocation perspective. Simple mathematical self-replicator models based on resource allocation principles have been surprisingly effective in accounting for experimental observations of the growth of microorganisms. Previous work, using a three-variable resource allocation model, predicted an optimal resource allocation scheme for the adaptation of microbial cells to a sudden nutrient change in the environment. We here propose an extended version of this model considering also proteins responsible for basic housekeeping functions, and we study their impact on predicted optimal strategies for resource allocation following changes in the environment. A full dynamical analysis of the system shows there is a single globally attractive equilibrium, which can be related to steady-state growth conditions of bacteria observed in experiments. We then explore the optimal allocation strategies using optimization and optimal control theory. We show that the solutions to this dynamical problem have a complicated structure that includes a second-order singular arc given in feedback form, and characterized by i) Fuller's phenomenon, and ii) the turnpike effect, producing a very particular asymptotic behaviour towards the solution of the static optimization problem. Our work thus provides a generalized perspective on the analysis of microbial growth by means of simple self-replicator models.
Published: 2022

29. RDF: A Reconfigurable Dataflow Model of Computation

Author: Fradet, Pascal, Girault, Alain, Krishnaswamy, Ruby, Nicollin, Xavier, Shafiei, Arash, Sound Programming of Adaptive Dependable Embedded Systems (SPADES), Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire d'Informatique de Grenoble (LIG), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), Orange Labs [Issy les Moulineaux], France Télécom, and Inria Grenoble Rhône-Alpes, Université de Grenoble
Subjects: Reconfigurable systems, Static analyses, Graph rewriting, ACM: F.: Theory of Computation/F.1: COMPUTATION BY ABSTRACT DEVICES/F.1.1: Models of Computation, ACM: F.: Theory of Computation/F.3: LOGICS AND MEANINGS OF PROGRAMS/F.3.2: Semantics of Programming Languages/F.3.2.5: Program analysis, Models of computation, Boundedness, [INFO.INFO-PL]Computer Science [cs]/Programming Languages [cs.PL], Synchronous dataflow, [INFO.INFO-ES]Computer Science [cs]/Embedded Systems, Liveness, ACM: D.: Software/D.1: PROGRAMMING TECHNIQUES/D.1.3: Concurrent Programming/D.1.3.1: Parallel programming
Abstract: Dataflow Models of Computation (MoCs) are widely used in embedded systems, including multimedia processing, digital signal processing, telecommunications, and automatic control. In a dataflow MoC, an application is specified as a graph of actors connected by FIFO channels. One of the first and most popular dataflow MoCs, Synchronous Dataflow (SDF), provides static analyses to guarantee boundedness and liveness, which are key properties for embedded systems. However, SDF and most of its variants lacks the capability to express the dynamism needed by modern streaming applications. In particular, the applications mentioned above have a strong need for reconfigurability to accommodate changes in the input data, the control objectives, or the environment. We address this need by proposing a new MoC called Reconfigurable Dataflow (RDF). RDF extends SDF with transformation rules that specify how and when the topology and actors of the graph may be reconfigured. Starting from an initial RDF graph and a set of transformation rules, an arbitrary number of new RDF graphs can be generated at runtime. A key feature of RDF is that it can be statically analyzed to guarantee that all possible graphs generated at runtime will be consistent and live. We introduce the RDF MoC, describe its associated static analyses, and present its implementation and some experimental results.; Les modèles de calcul (MoCs) flot de données synchrones sont très utilisés dans les systèmes embarqués et les applications multimédia, de traitement du signal, de télécommunication et de contrôle automatique. Dans ce style de modèle, une application est spécifiée par un graphe d’acteurs connectés par des liens FIFO de communication. Un des MoCs les plus connus, SDF (pour Synchronous Dataflow), permet des analyses statiques qui garantissent l’exécution en mémoire bornée et l’absence d’interblocage, propriétés clés pour les systèmes embarqués. Néanmoins, SDF (et la plupart de ses variantes) ne permet pas d’exprimer la dynamicité requise par les applications embarquées modernes. En particulier, ces applications ont souvent besoin de se reconfigurer pour s’adapter aux changements (par ex., de débit ou de qualité) du flot d’entrée, des objectifs de contrôle ou de l’environnement. Afin de répondre à ce besoin, nous proposons RDF (pour Reconfigurable DataFlow) un MoC qui étend SDF avec des règles de transformations spécifiant comment la topologie du graphe flot de données peut être reconfiguré dynamiquement. En considérant un graphe SDF initial et un ensemble de règles de transformation, un nombre arbitraire de nouveaux graphes peuvent être produits. La principale qualité de RDF est qu’il peut être analysé statiquement pour garantir que tous les graphes générés dynamiquement s’exécuteront en mémoire bornée et sans interblocage. Nous présentons le modèle RDF, les analyses statiques associées, sa mise en oeuvre et quelques expérimentations.
Published: 2021

30. Étude d'un réseau de régulation génétique stochastique déterminant la différenciation des lymphocytes B dans un centre germinatif

Author: Koshkin, Alexey, Laboratoire de biologie et modélisation de la cellule (LBMC UMR 5239), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Multi-scale modelling of cell dynamics : application to hematopoiesis (DRACULA), Centre de génétique et de physiologie moléculaire et cellulaire (CGPhiMC), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut Camille Jordan (ICJ), École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Lyon, Olivier Gandrillon, Fabien Crauste, Université de Lyon-Université de Lyon-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Institut Camille Jordan [Villeurbanne] (ICJ), Université de Lyon-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre de génétique et de physiologie moléculaire et cellulaire (CGPhiMC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and ENS de LYON, LBMC, and INRIA DRACULA
Subjects: Transcriptome de cellules unique, Réseaux de régulation génétique, Transcriptome de cellules uniques, [INFO.INFO-BI]Computer Science [cs]/Bioinformatics [q-bio.QM], Lymphocytes B, Systems biology, [SDV.BIBS]Life Sciences [q-bio]/Quantitative Methods [q-bio.QM], Single-cell transcriptomics, B lymphocytes, Gene regulatory networks, Biologie des systèmes
Abstract: Germinal Centres (GCs) are the histological structures dedicated to generation and selection of B cells that produce high-affinity antibodies. However, unexpected malfunctioning in the GCs can cause the appearance of different pathologies, including the malignant transformation of B cell.Understanding the GRNs which orchestrate that response is therefore a critical task. GRNs describe how the genomic sequence encodes the regulation of expression sets of genes that are responsible for generation of developmental patterns and execution of the multiple states of differentiation. Inferring and evaluating GRNs from gene expression data is a long-standing andchallenging task in systems biology. Novel technology allows us to measure mRNA levels in individual cells, which promise significant increase of GRNs precision, but will require relevantmodels. Our aim was to assess the use of a new stochastic executable model for GRNs made from coupled PDMP to fit single cell transcriptomic data from the GCs B cells differentiation sequence.We showed that our PDMP model, which was built from the coupling of three transcription factorsand two cell surface receptors, can qualitatively estimate the distributions of the mRNA at differentstages of GC B cell differentiation. A partial quantitative agreement was obtained through systematic parameter tuning but a full quantitative agreement proved to be highly challenging. PDMP allows to evaluate the structure of the GRN, and in the future may lead to further understanding of the differenttypes of dysfunctions of the regulatory mechanisms.; Les centres germinatifs (CG) sont les structures histologiques dédiées à la génération et à la sélection des cellules B qui produisent des anticorps de haute affinité. Cependant, des dysfonctionnements inattendus dans les CGs peuvent provoquer l'apparition de différentes pathologies, y compris la transformation maligne de ces cellules.Comprendre les réseaux de régulation de gènes (RRG) qui orchestrent cette réponse est donc une tâche critique. Les RRG décrivent comment la séquence génomique code la régulation de l’expression des gènes qui sont responsables de la génération des multiples états de différenciation. L'inférence de ces RRG à partir des données d'expression des gènes est une tâche ancienne et difficile en biologie des systèmes. Les nouvelles technologies permettent de mesurer les niveaux d'ARNm dans des cellules individuelles, ce qui promet une augmentation significative de la précision des RRG, mais nécessite des modèles pertinents. L’objectif de la thèse consistait à évaluer l'utilisation d'un nouveau modèle stochastique de RRG construit à partir d'un couplage de processus de Markov déterministes par morceaux (PDMP) pour ajuster les données transcriptomiques de cellules individuelles provenant de la séquence de différenciation des cellules B de CGs chez l’homme.Nous avons montré que ce modèle PDMP, qui a été construit à partir du couplage de trois facteurs de transcription et de deux récepteurs de surface cellulaire, peut estimer qualitativement les distributions de l'ARNm à différents stades de la différenciation des cellules B de CGs. Un accord quantitatif partiel a été obtenu par le réglage systématique des paramètres, mais un accord quantitatif complet s'est avéré particulièrement difficile. Notre modèle PDMP permet d'évaluer la structure du RRG et, à l'avenir, pourrait permettre de mieux comprendre les différents types de dysfonctionnements des mécanismes de régulation, responsables de l’apparition de pathologies.
Published: 2021

31. Towards Trace-Based Array Contraction

Author: Thievenaz, Hugo, Kimura, Keiji, Alias, Christophe, CASH - Compilation and Analysis, Software and Hardware (CASH), Laboratoire de l'Informatique du Parallélisme (LIP), École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Waseda University, Inria, Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire de l'Informatique du Parallélisme (LIP), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Waseda University [Tokyo, Japan]
Subjects: [INFO.INFO-PL]Computer Science [cs]/Programming Languages [cs.PL], contraction de tableaux, ACM: D.: Software/D.3: PROGRAMMING LANGUAGES/D.3.4: Processors/D.3.4.1: Compilers, array contraction, analyse dynamique, dynamic analysis, [INFO.INFO-DC]Computer Science [cs]/Distributed, Parallel, and Cluster Computing [cs.DC], Compilation, polyhedral model, modèle polyédrique
Abstract: Array contraction is a compilation optimization used to reduce the memory con-sumption, by shrinking the size of temporary arrays while preserving the correctness. The usualapproach to this problem is to perform a static analysis of the given program, creating overhead inthe compilation cycle. In this report, we take a look at exploiting execution traces of programs ofthe polyhedral model, in order to infer reduced sizes for the temporary arrays used during calcu-lations. We designed a five step process to reduce the storage requirements of a temporary arrayof a given scheduled program, in which we used an algorithm to deduce array access functionsfor which bounds are modulos of affine functions of parameters and counters of the program. Ourpreliminary results show reductions of an order of magnitude on several benchmarks examples fromthe polyhedral community.; La contraction de tableau est une optimisation de compilation servant à amoindrir les coûts en mémoire, en réduisant la taille des tableaux temporaires sans en altérer l’exactitude du résultat. L’approche habituelle pour ce problème est l’analyse statique du programme, ce qui engendre plus de travail dans le cycle de compilation. Nous étudions les traces d’exécution de programmes du modèle polyédrique, afin d’en inférer des tailles réduites pour ces tableaux temporaires. Nous proposons une méthode en cinq étapes pour réaliser la contraction de tableaux sur un programme déjà ordonné, comprenant l’utilisation d’un algorithme pour déduire des fonctions d’accès aux tableaux affines. Nos résultats préliminaires comprennent des réductions d’un ordre de grandeur sur plusieurs exemples de la communauté polyédrique.
Published: 2021

32. State observation in microbial consortia: A case study on a synthetic producer‐cleaner consortium

Author: Alex dos Reis de Souza, Denis Efimov, Andrey Polyakov, Jean‐Luc Gouzé, Eugenio Cinquemani, Finite-time control and estimation for distributed systems (VALSE), Inria Lille - Nord Europe, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre de Recherche en Informatique, Signal et Automatique de Lille - UMR 9189 (CRIStAL), Université de Lille-Centrale Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lille-Centrale Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Biological control of artificial ecosystems (BIOCORE), Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire d'océanographie de Villefranche (LOV), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de la Mer de Villefranche (IMEV), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de la Mer de Villefranche (IMEV), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Université Côte d'Azur (UCA), Analyse, ingénierie et contrôle des micro-organismes (MICROCOSME), Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université Grenoble Alpes (UGA), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Centrale Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centrale Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'océanographie de Villefranche (LOV), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Modeling, simulation, measurement, and control of bacterial regulatory networks (IBIS), Laboratoire Adaptation et pathogénie des micro-organismes [Grenoble] (LAPM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut Jean Roget, and ANR-20-CE45-0014,Ctrl-AB,Optimisation et controle de la productivité d'un écosystème algues-bactéries(2020)
Subjects: 0303 health sciences, 0209 industrial biotechnology, observability, Mechanical Engineering, General Chemical Engineering, Biomedical Engineering, Aerospace Engineering, bioprocess, 02 engineering and technology, Industrial and Manufacturing Engineering, 03 medical and health sciences, [SPI]Engineering Sciences [physics], 020901 industrial engineering & automation, Control and Systems Engineering, microbial consortia, state estimation, Electrical and Electronic Engineering, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 030304 developmental biology
Abstract: International audience; In this article, the problem of state estimation of a microbial consortium is discussed. This microbial consortium is composed of two strains, called producer and cleaner, in continuous culture. The producer strain grows by consuming glucose, while the cleaner grows by consuming the acetate excreted by the producer and toxifies the environment. Considering two available measurements, the total biomass and a fluorescent reporter, an observability analysis is cast and state estimators are proposed for each state component of this system. Although the system is shown to be detectable using solely the total biomass as measurement, the advantage of measuring the fluorescent reporter on the observer design is highlighted. A numerical experiment illustrates the methodology.
Published: 2021

33. Sur les performances des architectures radio à modulation spatiale et duplex intégral

Author: Zhou, Yanni, CITI Centre of Innovation in Telecommunications and Integration of services (CITI), Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Software and Cognitive radio for telecommunications (SOCRATE), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Université de Lyon, Guillaume Villemaud, Florin-doru Hutu, STAR, ABES, ZHOU, YANNI, Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CITI Centre of Innovation in Telecommunications and Integration of services (CITI), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), and Florin Huţu
Subjects: Système de communication sans fil, Modulation spatiale, self-interference, [INFO.INFO-NI] Computer Science [cs]/Networking and Internet Architecture [cs.NI], Wireless communication System, Spatial modulation, Wireless communication, Numerical modulation, radio frequency, MIMO - Multiple Inputs Multiple Output, non-idealities, MIMO, [INFO.INFO-NI]Computer Science [cs]/Networking and Internet Architecture [cs.NI], Communication sans fil, Interferences, radiofréquence, Telecommunications, Télécommunications, Modulation numérique, non-idéalités, auto-interférence, full duplex, Interférences
Abstract: Index modulation techniques have exhibited great potential in the scenarios foreseen in next-generation wireless networks. Applying in the spatial domain, spatial modulation (SM) as a single radio-frequency (RF) multiple-input–multiple-output (MIMO) solution has attracted wide attention. The SM system has only one transmitting antenna activated for each time slot which results in low system complexity and cost. It exploits the index of the transmitting antennas to convey additional information bits. To analyze the SM performance, a simulated framework over the time-varying Rician fading channel is built with ADS and Matlab software and a channel state information (CSI) detector is highlighted. The simulation results are verified by the experimental implementation based on the National Instruments (NI) PXI chassis hardware and LabVIEW programming environment. In the practical analysis, two models of the propagation environments are considered, where a channel sounding method is employed in order to extract the channel coefficients. Despite issues on system complexity and cost, a shortage of spectrum resources can also restrict the development of mobile communications technology. Full duplex (FD) communications have been developed to double the radio link data rate and spectral efficiency through simultaneous and bidirectional communication. The main challenge of FD systems is self-interference (SI), which is caused by the coupling of the transmitting antenna with the receiving one. The combination of FD and SM will not only maintain spectral efficiency but also decrease the complexity of the self-interference cancellation (SIC) because of the single RF chain. Based on these, a full duplex spatial modulation (FDSM) system is proposed as well as the SIC method. Moreover, the impact of SIC accuracy on the system performance is studied. We focus on the FDSM system imperfections including IQ imbalance, phase noise, power amplifier (PA) nonlinearities and RF switch nonidealities. The bit error rate (BER) performance under different scenarios with these imperfections is analyzed, along with the estimation and cancellation method., Les techniques de modulation d'indice ont montré un grand potentiel dans les réseaux de communication sans fil de prochaine génération. Dans le domaine de l'indice spatial, la modulation spatiale (SM) en tant que solution à chaine de radio fréquence (RF) unique et à entrées multiples et sorties multiples (MIMO) a attiré une large attention. Le système SM n'a qu'une seule antenne d'émission activée pour chaque intervalle de temps, ce qui diminue la complexité et le coût du système. Il exploite l'indice des antennes émettrices pour véhiculer des bits d'information supplémentaires. Pour analyser les performances de la SM, un environnement simulé avec le canal d'évanouissement de Rice variable dans le temps est construit avec les logiciels ADS et Matlab et un détecteur d'informations sur l'état du canal (CSI) est mis en évidence. Les résultats sont vérifiés par l'implémentation expérimentale basée sur le matériel du type PXI et l'environnement de programmation LabVIEW de National Instruments (NI). L'analyse pratique prend en compte deux modèles d'environnements de propagation, où une méthode de sondage de canal est utilisée afin d'extraire les coefficients du canal. Malgré les problèmes de complexité et de coût du système, le manque de ressources spectrales peut également restreindre le développement de la technologie des communications mobiles. Les communications en full duplex (FD) ont été développées pour doubler le débit de données de la liaison radio et l'efficacité spectrale grâce à une communication simultanée et bidirectionnelle. Le principal challenge des systèmes FD est l'auto-interférence (SI), qui est causée par le couplage de l'antenne d'émission avec celle de réception. La combinaison de FD et SM non seulement maintiendra l'efficacité spectrale mais aussi réduira la complexité de l'annulation d'auto-interférence (SIC) grâce à la chaîne RF unique. Par conséquent, un système de modulation spatiale en full duplex (FDSM) est proposé ainsi que la méthode SIC. De plus, l'impact de la précision du SIC sur les performances du système est étudié. Nous nous concentrons sur les imperfections du système FDSM, notamment les déséquilibres IQ, le bruit de phase, les non-linéarités d'amplificateur (PA) et les non-idéalités de switch RF. Les performances de taux d'erreur binaire (BER) dans différents scénarios sont analysées, ainsi que la méthode d'estimation et le SIC.
Published: 2021

34. The VLSAT-3 Benchmark Suite

Author: Bouvier, Pierre, Construction of verified concurrent systems (CONVECS ), Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire d'Informatique de Grenoble (LIG), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), The experiments presented in this paper were carried out using the Grid'5000 testbed, supported by a scientific interest group hosted by Inriaand including Cnrs, Renater and several universities as well as other organizations., and INRIA Grenoble Rhône-Alpes
Subjects: ensemble de données, suite de tests, [INFO.INFO-SC]Computer Science [cs]/Symbolic Computation [cs.SC], résolveur SMT, réseau de Petri, [INFO.INFO-DS]Computer Science [cs]/Data Structures and Algorithms [cs.DS], data set, satisfaisabilité modulo des théories, formule SMT, Satisfiability Modulo Theories, [INFO.INFO-FL]Computer Science [cs]/Formal Languages and Automata Theory [cs.FL], Petri Net, SMT solver, SMT-LIB, NUPN, SMT formula, Nested-Unit Petri Net, benchmark suite
Abstract: This report presents VLSAT-3 (an acronym for "Very Large Boolean SATisfiability problems''), the third part of a benchmark suite to be used in scientific experiments and software competitions addressing SAT and SMT (Satisfiability Modulo Theories) solving issues. VLSAT-3 contains 1200 (600 satisfiable and 600 unsatisfiable) quantifier-free first-order logic formulas of increasing complexity, proposed in SMT-LIB format under a permissive Creative Commons license. More than 90% of these benchmarks have been used during the 16th International Satisfiability Modulo Theories Competition (SMT-COMP 2021).; VLSAT-3 (acronyme anglais de "très grands problèmes de satisfaisabilité booléenne") est le troisième volet d'une suite de tests destinée aux expérimentations scientifiques et aux compétitions de logiciels pour la résolution de problèmes SAT et SMT (Satisfaisabilité Modulo des Théories). VLSAT-3 contient 1200 formules logiques (600 satisfaisables et 600 insatisfaisables) du premier ordre sans quantificateur, de complexité croissante, fournies en format SMT-LIB sous une licence Creative Commons permissive. Plus de 90% de ces tests ont été utilisés lors de la 16ème Compétition Internationale de Satisfaisabilité Modulo des Théories (SMT-COMP 2021).
Published: 2021

35. Adaptation of Grover's Quantum Algorithm to Multiuser Detection in an OCDMA System

Author: Habibie, Muhammad, Hamie, Jihad, Goursaud, Claire, CITI Centre of Innovation in Telecommunications and Integration of services (CITI), Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Modèle et algorithmes pour des systèmes de communication fiables (MARACAS), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CITI Centre of Innovation in Telecommunications and Integration of services (CITI), and Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)
Subjects: [INFO.INFO-NI]Computer Science [cs]/Networking and Internet Architecture [cs.NI], MUD, MAI, ML detector, OCDMA, quantum algorithms, Grover's algorithm
Abstract: International audience; To support multiple transmissions in an optical fiber, several techniques have been studied such as Optical Code Division Multiple Access (OCDMA). In particular, the incoherent OCDMA systems are appreciated for their simplicity and reduced cost. However, they suffer from Multiple Access Interference (MAI), which degrades the performances. In order to cope with this MAI, several detectors have been studied. Among them, the Maximum Likelihood (ML) detector is the optimal one but it suffers from high complexity as all possibilities have to be tested prior to decision. However, thanks to the recent quantum computing advances, the complexity problem can be circumvented. Indeed, quantum algorithms, such as Grover, exploit the superposition states in the quantum domain to accelerate the computation. Thus, in this paper, we propose to adapt the quantum Grover's algorithm in the context of MUD, in an OCDMA system using non-orthogonal codes. We propose a way to adapt the received noisy signal to the constraints defined by Grover's algorithm. We further evaluate the probability of success in detecting the active users for different noise levels. Aside from the complexity reduction, simulations show that our proposal has a high probability of detection when the received signal is not highly altered. We show the benefits of our proposal compared to the classical and the optimal ML detector.
Published: 2021

36. Contact Plan Design for GNSS Constellations: A Case Study with Optical Inter-Satellite Links

Author: Andrea Nardin, Juan A. Fraire, Fabio Dovis, Politecnico di Torino = Polytechnic of Turin (Polito), ALGorithmes et Optimisation pour Réseaux Autonomes (AGORA), Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CITI Centre of Innovation in Telecommunications and Integration of services (CITI), Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), CITI Centre of Innovation in Telecommunications and Integration of services (CITI), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, and Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)
Subjects: 020301 aerospace & aeronautics, Aerospace Engineering, 02 engineering and technology, Global navigation satellite system, Optimal scheduling, Contact Plan Design, Degree Constrained Minimum Spanning Tree, Graph theory, Kepler, Low earth orbit satellites, Optical inter-satellite links, Satellite constellations, 0203 mechanical engineering, [INFO]Computer Science [cs], Electrical and Electronic Engineering
Abstract: International audience; Optical Inter-Satellite Links (OISLs) are being considered for future Global Navigation Satellite System (GNSS) constellations. Thanks to OISLs, the constellation incorporates improved clock synchronization and precise ranging among the satellites, which are essential features to achieve accurate time and orbit determination. High data rate communications within the space segment also reduce ground segment dependency, by means of decentralized access to information. However, the dual optimization of data and navigation performance metrics requires a careful assignment of OISLs to the available laser communication terminals on-board. To this end, we present a Contact Plan Design (CPD) scheme based on a Degree Constrained Minimum Spanning Tree heuristic applied to such OISL-enabled GNSS (O-GNSS) constellations. Results on the Kepler system, a novel GNSS proposal, show that a fair distribution of connectivity among the constellation can be ensured while optimizing its range-based position estimation capabilities (PDOP). A PDOP improvement of 85 % is reached on average by the optimized contact plan with respect to a generic scheduler that disregards the geometrical distribution of the chosen links.
Published: 2021

37. Lossless Differential Table Compression for Hardware Function Evaluation

Author: Luc Forget, Maxime Christ, Florent de Dinechin, System Level Synthesis (SLS ), Techniques de l'Informatique et de la Microélectronique pour l'Architecture des systèmes intégrés (TIMA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), Software and Cognitive radio for telecommunications (SOCRATE), CITI Centre of Innovation in Telecommunications and Integration of services (CITI), Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), ANR-18-CE46-0011,ImPreNum,Améliorer la prédictibilité des calculs numériques(2018), ANR-19-P3IA-0003,MIAI,MIAI @ Grenoble Alpes(2019), Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CITI Centre of Innovation in Telecommunications and Integration of services (CITI), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), and System Level Synthesis (TIMA-SLS)
Subjects: Lossless compression, [INFO.INFO-AR]Computer Science [cs]/Hardware Architecture [cs.AR], Computer science, ASIC, [INFO.INFO-AO]Computer Science [cs]/Computer Arithmetic, 020208 electrical & electronic engineering, Context (language use), 02 engineering and technology, compression, hardware function evaluation, Computational science, Table of numerical values, Multipartite, computer arithmetic, Application-specific integrated circuit, Compression (functional analysis), 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Table (database), Electrical and Electronic Engineering, Field-programmable gate array, FPGA, Generator (mathematics)
Abstract: International audience; Hsiao et al. recently introduced, in the context of multipartite table methods, a lossless compression technique that replaces a table of numerical values with two smaller tables and one addition. The present work improves this technique and the resulting architecture by exposing a wider implementation space, and an exhaustive but fast algorithm exploring this space. It also shows that this technique has many more applications than originally published, and that in many of these applications the addition is for free in practice. These contributions are implemented in the open-source FloPoCo core generator and evaluated on FPGA and ASIC, reducing area up to a factor 2.; Hsiao et al. ont récemment introduit une technique de compression dans le contexte de la methode des tables multipartite qui remplace une table de valeurs numeriques par deux tables plus petites et une addition. Le présent travail améliore cette technique et les architectures qui en découlent en explorant un plus grand espace d'implementation et un algorithme d'exploration exhaustif mais rapide. Cet article montre aussi qu'un plus grand nombre d'appliations sont possibles et que dans nombre d'entre elles le coût de l'addition ajoutée est négligeable. Ces contributions sont implémentées dans le framework open-source FloPoCo et ont été évlaué à la fois sur FPGA et ASIC en réduisant de la surface occupée jusqu'à 50%.
Published: 2021

38. Cache-Aided Polar Coding: From Theory to Implementation

Author: Yasser Fadlallah, Philippe Ciblat, Jean-Marie Gorce, Othmane Oubejja, Sarah Kamel, Michele Wigger, University of Sciences and Arts in Lebanon (USAL), Laboratoire Traitement et Communication de l'Information (LTCI), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Télécom Paris, Institut Polytechnique de Paris (IP Paris), Département Communications & Electronique (COMELEC), Télécom ParisTech, Communications Numériques (COMNUM), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Télécom Paris-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Télécom Paris, Modèle et algorithmes pour des systèmes de communication fiables (MARACAS), CITI Centre of Innovation in Telecommunications and Integration of services (CITI), Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CITI Centre of Innovation in Telecommunications and Integration of services (CITI), and Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)
Subjects: Computer Science::Performance, Computer Science::Hardware Architecture, [INFO.INFO-NI]Computer Science [cs]/Networking and Internet Architecture [cs.NI], Computer science, Polar, Parallel computing, Cache, Coding (social sciences)
Abstract: International audience; This paper proposes an extended coded caching scheme based on piggyback coding for single-server multi-user networks with decentralized caching. The proposed scheme is obtained by adapting Polar codes and extending the original coded caching scheme, which is based on index coding and a data assignment that can be implemented via minimum graph-colouring. Polar codes are adapted so that users can apply parts of their cache contents as the frozen bits for Polar decoding, and the coded caching is adapted so as to account for different user coding rates and to combine transmissions to cache-aided and cache-free users. Numerical simulations prove that our piggyback-coding based scheme achieves higher rates than previous schemes also in the finite block-length regime. Finally, real testbed measurements are presented, which validate the practical implementation.
Published: 2021

39. Exploiting Frame Aggregation to Enhance Access Point Selection

Author: Anthony Busson, Hervé Rivano, Nour El Houda Bouzouita, Dynamic Networks : Temporal and Structural Capture Approach (DANTE), Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire de l'Informatique du Parallélisme (LIP), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Institut Rhône-Alpin des systèmes complexes (IXXI), Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), Université de Lyon, ALGorithmes et Optimisation pour Réseaux Autonomes (AGORA), CITI Centre of Innovation in Telecommunications and Integration of services (CITI), Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Holistic Wireless Networks (hownet), Laboratoire de l'Informatique du Parallélisme (LIP), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CITI Centre of Innovation in Telecommunications and Integration of services (CITI), and Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)
Subjects: Markov chain, Wireless network, Computer science, business.industry, Aggregated MAC protocol data unit (A-MPDU), 020302 automobile design & engineering, 020206 networking & telecommunications, 02 engineering and technology, [INFO.INFO-NI]Computer Science [cs]/Networking and Internet Architecture [cs.NI], Frame aggregation, 0203 mechanical engineering, Telecommunications link, Metric (mathematics), 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Performance evaluation, Network load, [INFO]Computer Science [cs], Quality of experience, business, Mobile device, Communication channel, Computer network, IEEE 802.11 networks
Abstract: International audience; IEEE 802.11 (known as Wi-Fi) has emerged as a vital wireless network access technology for mobile devices. By providing the potential for high connectivity speeds, this technology has led to a dramatic rise in the number of access points (APs). In such environments, mobile devices have the choice to join several Wi-Fi networks. Despite its importance to user Quality of Experience (QoE), the AP selection is still trivial since it focuses at best on the received signal strength if not only the user's history. Crucial metrics that capture the overall dynamics of the AP load condition, such as the network load, are not taken into account. In this paper, we propose to use the Busy Time Fraction (BTF) as a metric to choose the best AP to attach to. The BTF level of a given channel is inferred based on the frame aggregation scheme proposed since the 802.11n standard. In this regard, we propose an analytical model based on a Discrete-Time Markov chain that discerns the theoretical DownLink aggregation levels for probe traffic concurrent to cross traffic. We validate the accuracy of our proposed approach against ns-3 simulations under several scenarios.
Published: 2021

40. Stretchable Textile Yarn Based on UHF RFID Helical Tag

Author: Yvan Duroc, Sofia Benouakta, Florin Doru Hutu, Ampère, Département Energie Electrique (EE), Ampère (AMPERE), École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), CITI Centre of Innovation in Telecommunications and Integration of services (CITI), Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Software and Cognitive radio for telecommunications (SOCRATE), Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CITI Centre of Innovation in Telecommunications and Integration of services (CITI), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, and Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)
Subjects: Fabrication, Computer science, [SHS.INFO]Humanities and Social Sciences/Library and information sciences, 3D printing, Context (language use), 02 engineering and technology, helical antenna, wearable, helical RFID tag, Hardware_GENERAL, TP890-933, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Radio-frequency identification, Helical antenna, RFID, textile yarn, business.industry, Electrical engineering, 020206 networking & telecommunications, Yarn, Textile bleaching, dyeing, printing, etc, 021001 nanoscience & nanotechnology, [SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics, [SPI.ELEC]Engineering Sciences [physics]/Electromagnetism, Ultra high frequency, visual_art, visual_art.visual_art_medium, Antenna (radio), 0210 nano-technology, business
Abstract: In the context of wearable technology, several techniques have been used for the fabrication of radio frequency identification (RFID) tags such as 3D printing, inkjet printing, and even embroidery. In contrast to these methods where the tag is attached to the object by using sewing or simple sticking, the E-Thread® technology is a novel assembling method allowing for the integration of the RFID tag into a textile yarn and thus makes it embeddable into the object at the fabrication stage. The current E-Thread® yarn uses a RFID tag in which the antenna is a straight half-wave dipole that makes the solution vulnerable to mechanical strains (i.e., elongation). In this paper, we propose an alternative to the current RFID yarn solution with the use of an antenna having a helical geometry that answers to the mechanical issues and keeps quite similar electrical and radiative properties with respect to the present solution. The RFID helical tag was designed and simulated taking into consideration the constraints of the manufacturing process. The helical RFID tag was then fabricated using the E-Thread® technology and experimental characterization showed that the obtained structure exhibited good performance with 10.6 m of read range in the ultra high frequency (UHF) RFID band and 10% of tolerance in terms of elongation.
Published: 2021

41. Multiomics Study of Bacterial Growth Arrest in a Synthetic Biology Application

Author: Arieta Shabani, Gwenaëlle Corre, Johannes Geiselmann, Perrine Vasseur, Lidwine Trouilh, Hidde de Jong, Sabrina Ferré, Marie-Ange Teste, Yohann Couté, Delphine Labourdette, Myriam Ferro, Delphine Ropers, Laetitia Faure, Modeling, simulation, measurement, and control of bacterial regulatory networks (IBIS), Laboratoire Adaptation et pathogénie des micro-organismes [Grenoble] (LAPM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut Jean Roget, Analyse, ingénierie et contrôle des micro-organismes (MICROCOSME), Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université Grenoble Alpes (UGA), BioSanté (UMR BioSanté), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Génome et Transcriptome (GeT) - Biopuces (TBI-GeT), Plateforme Génome & Transcriptome (GET), Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Toulouse Biotechnology Institute (TBI), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), METabolic EXplorer S.A, Laboratoire Interdisciplinaire de Physique [Saint Martin d’Hères] (LIPhy ), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Université Grenoble Alpes (UGA), METabolic EXplorer S.A [Saint-Beauzire], Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Toulouse Biotechnology Institute (TBI), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), ANR-17-CE40-0024,Maximic,Contrôle optimal de cellules microbiennes - stratégies naturelles et synthétiques(2017), ANR-17-EURE-0003,CBH-EUR-GS,CBH-EUR-GS(2017), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Toulouse Biotechnology Institute (TBI), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), ANR-11-BINF-0005,RESET,Eteindre et rallumer la machinerie d'expression génique chez les bactéries: de modèles mathématiques aux applications biotechnologiques(2011), and ANR-10-LABX-0049,GRAL,Grenoble Alliance for Integrated Structural Cell Biology(2010)
Subjects: Glycerol, [SDV.BIO]Life Sciences [q-bio]/Biotechnology, [SDV]Life Sciences [q-bio], Biomedical Engineering, Acetates, Bacterial growth, Biochemistry, Genetics and Molecular Biology (miscellaneous), Metabolic engineering, 03 medical and health sciences, chemistry.chemical_compound, Bioreactors, Downregulation and upregulation, RNA polymerase, Escherichia coli, RNA, Messenger, growth switch, multiomics data integration, Gene, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 030304 developmental biology, bioinformatics, metabolic engineering, synthetic circuit, 0303 health sciences, Messenger RNA, 030306 microbiology, Chemistry, Escherichia coli Proteins, Translation (biology), DNA-Directed RNA Polymerases, Gene Expression Regulation, Bacterial, General Medicine, Cell biology, Glucose, Proteome, Synthetic Biology, [INFO.INFO-BI]Computer Science [cs]/Bioinformatics [q-bio.QM]
Abstract: International audience; We investigated the scalability of a previously developed growth switch based on external control of RNA polymerase expression. Our results indicate that, in liter-scale bioreactors operating in fed-batch mode, growth-arrested Escherichia coli cells are able to convert glucose to glycerol at an increased yield. A multiomics quantification of the physiology of the cells shows that, apart from acetate production, few metabolic side effects occur. However, a number of specific responses to growth slow-down and growth arrest are launched at the transcriptional level. These notably include the downregulation of genes involved in growth-associated processes, such as amino acid and nucleotide metabolism and translation. Interestingly, the transcriptional responses are buffered at the proteome level, probably due to the strong decrease of the total mRNA concentration after the diminution of transcriptional activity and the absence of growth dilution of proteins. Growth arrest thus reduces the opportunities for dynamically adjusting the proteome composition, which poses constraints on the design of biotechnological production processes but may also avoid the initiation of deleterious stress responses.
Published: 2021

42. A mathematical model for the uptake of fatty acids by the enterocyte

Author: Etienne, Julie, Penhoat, Armelle, Michalski, Marie-Caroline, Knibbe, Carole, Cardiovasculaire, métabolisme, diabétologie et nutrition (CarMeN), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Artificial Evolution and Computational Biology (BEAGLE), Laboratoire de Biométrie et Biologie Evolutive - UMR 5558 (LBBE), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire d'InfoRmatique en Image et Systèmes d'information (LIRIS), Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université Lumière - Lyon 2 (UL2), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Laboratoire d'InfoRmatique en Image et Systèmes d'information (LIRIS), Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire de Biométrie et Biologie Evolutive - UMR 5558 (LBBE), and Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: stomatognathic diseases, InformationSystems_MODELSANDPRINCIPLES, ComputingMilieux_THECOMPUTINGPROFESSION, GeneralLiterature_INTRODUCTORYANDSURVEY, ComputingMilieux_COMPUTERSANDEDUCATION, [SDV.BC]Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology, [INFO.INFO-BI]Computer Science [cs]/Bioinformatics [q-bio.QM], [SDV.AEN]Life Sciences [q-bio]/Food and Nutrition, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: Oral communication; National audience
Published: 2021

43. Des outils de médiation innovants inspirés par des travaux de recherche : 3 exemples

Author: Galet, Justine, Rousseau, Antoine, Rivano, Hervé, Chabassier, Juliette, Inria Nancy - Grand Est, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Littoral, Environnement : Méthodes et Outils Numériques (LEMON), Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), ALGorithmes et Optimisation pour Réseaux Autonomes (AGORA), CITI Centre of Innovation in Telecommunications and Integration of services (CITI), Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Modélisation et simulation de la propagation des ondes fondées sur des mesures expérimentales pour caractériser des milieux géophysiques et héliophysiques et concevoir des objets complexes (MAKUTU), Laboratoire de Mathématiques et de leurs Applications [Pau] (LMAP), Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut Polytechnique de Bordeaux (Bordeaux INP), Studio de Création et de Recherche en Informatique et Musique Électroacoustique (SCRIME), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1, Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Littoral, Environment: MOdels and Numerics (LEMON), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut Montpelliérain Alexander Grothendieck (IMAG), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Hydrosciences Montpellier (HSM), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CITI Centre of Innovation in Telecommunications and Integration of services (CITI), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), and Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)
Subjects: ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, [PHYS.MECA.ACOU]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Acoustics [physics.class-ph]
Abstract: International audience
Published: 2021

44. La captation des acides gras par l'entérocyte : apport de la modélisation mathématique

Author: Etienne, Julie, Penhoat, Armelle, Michalski, Marie-Caroline, Knibbe, Carole, Cardiovasculaire, métabolisme, diabétologie et nutrition (CarMeN), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Artificial Evolution and Computational Biology (BEAGLE), Laboratoire de Biométrie et Biologie Evolutive - UMR 5558 (LBBE), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire d'InfoRmatique en Image et Systèmes d'information (LIRIS), Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université Lumière - Lyon 2 (UL2), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Laboratoire d'InfoRmatique en Image et Systèmes d'information (LIRIS), Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire de Biométrie et Biologie Evolutive - UMR 5558 (LBBE), and Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: [SDV.BC]Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology, [INFO.INFO-BI]Computer Science [cs]/Bioinformatics [q-bio.QM], [SDV.AEN]Life Sciences [q-bio]/Food and Nutrition, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: International audience
Published: 2021

45. On the process of fixing privacy issues in Wi-Fi enabled devices

Author: Lagneau-Donzelle, Clément, Cunche, Mathieu, Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon, CITI Centre of Innovation in Telecommunications and Integration of services (CITI), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Privacy Models, Architectures and Tools for the Information Society (PRIVATICS), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), ANR-20-CYAL-0002,PIVOT,Conception et Intégration de la confidentialité et la vie privée dans l'IdO(2020), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CITI Centre of Innovation in Telecommunications and Integration of services (CITI), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), and Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Inria Lyon
Subjects: iOS, [INFO.INFO-CR]Computer Science [cs]/Cryptography and Security [cs.CR], Android, Linux, operating system, mobile, tracking, privacy, Wi-Fi, address randomization, 802.11
Abstract: International audience; Several practical privacy issues have been uncovered in Wi-Fi technologies since 2016 [20], [23]. Those issues allow an attacker to defeat address randomization, an anti-tracking mechanism, and thus to track users of wireless devices in the physical world. As recently demonstrated by Martin et. al [12], OS developers and vendors are deploying fixes, and the number of vulnerable devices is progressively decreasing. After presenting a comprehensive overview of three active attacks, we conduct a number of experiments to assess whether those issues have been fixed. Using a sample of Wi-Fi enabled devices we found that although some issues have been corrected, some devices remain vulnerable and expose their users to tracking. We analyze the implementation of countermeasures in wpa_supplicant, the software component in charge of Wi-Fi features in Linux and Android. We found that, even if countermeasures have been available for several years in wpa_supplicant, they are still not always included or activated in deployed OS. We discuss the reasons behind this lack of protection.
Published: 2021

46. S4BXI: the MPI-ready Portals 4 Simulator

Author: Matthieu Moy, Grégoire Pichon, Ludovic Henrio, Julien Emmanuel, Bull atos technologies, CASH - Compilation and Analysis, Software and Hardware (CASH), Laboratoire de l'Informatique du Parallélisme (LIP), École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire de l'Informatique du Parallélisme (LIP), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), and Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Interconnection, Computer science, Design space exploration, Message Passing Interface, Portals 4, Supercomputer, [INFO.INFO-MO]Computer Science [cs]/Modeling and Simulation, BXI, SimGrid, HPC, Interconnect, MPI, Actor model, Simulation
Abstract: International audience; We present a simulator for High Performance Computing (HPC) interconnection networks. It models Portals 4, a standard low-level API for communication, and it allows running unmodified applications that use higher-level network APIs such as the Message Passing Interface (MPI). It is based on SimGrid, a framework used to build single-threaded simulators based on a cooperative actor model. Unlike existing tools like SMPI, we rely on an actual MPI implementation, hence our simulation takes into account MPI's implementation details in the performance. This paper also presents a case study using the BullSequana eXascale Interconnect (BXI) made by Atos, which highlights how such a simulator can help design space exploration (DSE) for new interconnects.
Published: 2021

47. The Complexity Ratchet

Author: Beslon, Guillaume, Liard, Vincent, Rouzaud-Cornabas, Jonathan, Artificial Evolution and Computational Biology (BEAGLE), Laboratoire d'InfoRmatique en Image et Systèmes d'information (LIRIS), Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire de Biométrie et Biologie Evolutive - UMR 5558 (LBBE), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de Recherche en Informatique, Signal et Automatique de Lille - UMR 9189 (CRIStAL), Centrale Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Biométrie et Biologie Evolutive - UMR 5558 (LBBE), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire d'InfoRmatique en Image et Systèmes d'information (LIRIS), Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université Lumière - Lyon 2 (UL2), and Université de Lyon-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes
Subjects: [SDV]Life Sciences [q-bio], ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: International audience
Published: 2021

48. A Polyhedral Approach for Auto-Parallelization using a Distributed Virtual Machine

Author: de Montis, Damien, Besnard, Jean-Baptiste, Alias, Christophe, ParaTools SAS, CASH - Compilation and Analysis, Software and Hardware (CASH), Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire de l'Informatique du Parallélisme (LIP), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), INRIA , LIP - ENS Lyon, Paratools, École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Laboratoire de l'Informatique du Parallélisme (LIP), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, and Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)
Subjects: runtime scheduling, automatic parallelization, [INFO.INFO-DC]Computer Science [cs]/Distributed, Parallel, and Cluster Computing [cs.DC], Compilation, polyhedral model
Abstract: As parallel systems have to undergo an unprecedented transition towards more parallelism and hybridization, we propose to discuss the consequences on programming models. In particular, MPI and OpenMP may face some complexity barriers due to the added complexity required by such hardware. We propose to build from the ground up a new way to program a parallel system, relying both on a distributed runtime, unifying multiple nodes in a coherent ensemble, and on advanced tools from the Polyhedral model. We first describe the Distributed Virtual Machine(DVM) runtime establishing a data-flow environment suitable to the polyhedral transformations.We present and identify what we have seen as key components in such a system, transposing loop nests to a distributed set of machines thanks to a pragma notation combined with an automatic tiling approach. Eventually, while presenting results we open the discussion of remaining challengesand some potential mitigation.
Published: 2021

49. Expected Evolution of COVID-19 Epidemic in France for Several Combinations of Vaccination Strategies and Barrier Measures

Author: Simon, Pageaud, Catherine, Pothier, Christophe, Rigotti, Anne, Eyraud-Loisel, Jean-Pierre, Bertoglio, Alexis, Bienvenüe, Nicolas, Leboisne, Nicolas, Ponthus, Romain, Gauchon, François, Gueyffier, Philippe, Vanhems, Jean, Iwaz, Stéphane, Loisel, Pascal, Roy, On Behalf Of The Group CovDyn Covid Dynamics, Laboratoire de Biométrie et Biologie Evolutive - UMR 5558 (LBBE), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Hospices Civils de Lyon (HCL), Laboratoire de Sciences Actuarielles et Financières [Lyon] (LSAF), Institut de Science Financière et d'Assurances (ISFA), Institut Louis Bachelier, Extraction de Caractéristiques et Identification (imagine), Laboratoire d'InfoRmatique en Image et Systèmes d'information (LIRIS), Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Data Mining and Machine Learning (DM2L), Artificial Evolution and Computational Biology (BEAGLE), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire de Biométrie et Biologie Evolutive - UMR 5558 (LBBE), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Lyon, Laboratoire de Mecanique des Fluides et d'Acoustique (LMFA), École Centrale de Lyon (ECL), Laboratoire de Tribologie et Dynamique des Systèmes (LTDS), Université de Lyon-Université de Lyon-École Nationale des Travaux Publics de l'État (ENTPE)-Ecole Nationale d'Ingénieurs de Saint Etienne (ENISE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École Nationale des Travaux Publics de l'État (ENTPE), Centre International de Recherche en Infectiologie (CIRI), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Hôpital Edouard Herriot [CHU - HCL], Service de Biostatistiques [Lyon], Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Université Lumière - Lyon 2 (UL2), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire d'InfoRmatique en Image et Systèmes d'information (LIRIS), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Centrale de Lyon (ECL), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Lyon-Université de Lyon-École Nationale des Travaux Publics de l'État (ENTPE)-Ecole Nationale d'Ingénieurs de Saint Etienne-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre International de Recherche en Infectiologie - UMR (CIRI), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Centrale de Lyon (ECL), École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Rigotti, Christophe
Subjects: Immunology, [INFO.INFO-DS]Computer Science [cs]/Data Structures and Algorithms [cs.DS], 010103 numerical & computational mathematics, 01 natural sciences, Article, 03 medical and health sciences, [SDV.IMM.VAC] Life Sciences [q-bio]/Immunology/Vaccinology, 0302 clinical medicine, [SDV.MHEP.MI]Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Infectious diseases, Drug Discovery, Pharmacology (medical), 030212 general & internal medicine, 0101 mathematics, [SDV.MHEP.ME] Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Emerging diseases, Pharmacology, [SDV.MHEP.ME]Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Emerging diseases, decision support techniques, COVID-19, vaccination, [INFO.INFO-MO]Computer Science [cs]/Modeling and Simulation, agent-based model, 3. Good health, Infectious Diseases, [SDV.SPEE] Life Sciences [q-bio]/Santé publique et épidémiologie, [SDV.MHEP.MI] Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Infectious diseases, Medicine, [SDV.SPEE]Life Sciences [q-bio]/Santé publique et épidémiologie, [INFO.INFO-MO] Computer Science [cs]/Modeling and Simulation, [SDV.IMM.VAC]Life Sciences [q-bio]/Immunology/Vaccinology
Abstract: International audience; The outbreak of the SARS-CoV-2 virus, enhanced by rapid spreads of variants, has caused a major international health crisis, with serious public health and economic consequences. An agent-based model was designed to simulate the evolution of the epidemic in France over 2021 and the first six months of 2022. The study compares the efficiencies of four theoretical vaccination campaigns (over 6, 9, 12, and 18 months), combined with various non-pharmaceutical interventions. In France, with the emergence of the Alpha variant, without vaccination and despite strict barrier measures, more than 600,000 deaths would be observed. An efficient vaccination campaign (i.e., total coverage of the French population) over six months would divide the death toll by 10. A vaccination campaign of 12, instead of 6, months would slightly increase the disease-related mortality (+6%) but require a 77% increase in ICU bed–days. A campaign over 18 months would increase the disease-related mortality by 17% and require a 244% increase in ICU bed–days. Thus, it seems mandatory to vaccinate the highest possible percentage of the population within 12, or better yet, 9 months. The race against the epidemic and virus variants is really a matter of vaccination strategy.
Published: 2021

50. Compiling pattern matching to in-place modifications

Author: Laure Gonnord, Gabriel Radanne, Paul Iannetta, École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon), Laboratoire de l'Informatique du Parallélisme (LIP), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CASH - Compilation and Analysis, Software and Hardware (CASH), Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire de l'Informatique du Parallélisme (LIP), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Conception et d'Intégration des Systèmes (LCIS), Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Conception et Test de SYStèmes embarqués (CTSYS ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), ANR-17-CE23-0004,CODAS,Ordonnancement de programmes à structures de données complexes(2017), École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, and École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)
Subjects: Computer science, Programming language, [INFO.INFO-DS]Computer Science [cs]/Data Structures and Algorithms [cs.DS], 020207 software engineering, 0102 computer and information sciences, 02 engineering and technology, code generation, computer.software_genre, ADT, 01 natural sciences, [INFO.INFO-CL]Computer Science [cs]/Computation and Language [cs.CL], rewriting, 010201 computation theory & mathematics, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Algebraic data type, compilation, Polytope model, Code generation, Use case, Pattern matching, Compiler, Rewriting, Representation (mathematics), computer
Abstract: International audience; Algebraic data types and pattern matching are popular tools to build programs manipulating complex datastructures in a safe yet efficient manner. On top of its safety advantages, compilation techniques can turn pattern matching into highly efficient deconstruction code for immutable use cases. Conversely, high-performance datastructures and languages prefer to leverage (controlled) mutations to maximize time and memory efficiency. Algebraic data types provide a natural framework to efficiently describe \emph{in-place} transformations as rewrite rules. Such representation coul take advantage of parallelism opportunities that appear in tree-like structures. We present early steps towards a new technique to compile pattern matching as parallel in-place modifications of the underlying memory representation. Towards this goal, we combine the usual language approach which is common in pattern-matching compilation with tools from the polyhedral model, which is commonly used in high-performance code generation to output efficient C code. We present our formalism, along with a prototype implementation.
Published: 2021

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