MISSIONS RÉALISÉES

Mathieu Cattenoz, PhD

Expert Intelligence Artificielle – Freelance

mathieu.cattenoz@gmail.com

Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur1

Six années d'expériences en industrie aéronautique

et start-up IoT/biomédicales

Capacité à imaginer, développer et valider des

solutions techniques performantes dans des

délais restreints

Algorithmes, traitement du signal, data science,

Python/C++/Java, propriété intellectuelle

Avis des clients

Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur2

MISSION 1Ad Scientiam – Mars-décembre 2017 – ICM & Station F

Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur3

• Développement d’un outil sur smartphone permettant de diagnostiquer de chezsoi et de manière fiable les niveaux de motricité de patients atteints de scléroseen plaques

• Dispositif médical (marquage CE)

• En collaboration directe avec les équipes médicales et les développeurs de lastart-up (incubation ICM et Station F)

Exercice de coordination Objectif : associer deux courbes et calculer une distance entre ces courbes

4Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur

Récupération des tracés utilisateurs

-1.5 -1 -0.5 0 0.5 1-1

-0.5

0

0.5

1

1.5Path construction

Model - Original

Model - Downsampled

User - Skeleton

User - Interpolated

Tracé de utilisateur

Tracé de référence

5Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur

Conception du nouvel algorithme

• Critère de continuité du tracé => localisation a priori du prochain point.

• Critère de déformation du tracé => correction de l’erreur de localisation à la volée

6Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur

-1.5 -1 -0.5 0 0.5 1-1

-0.5

0

0.5

1

1.5Algo 2 (progressive construction and smooth correction) - Mean = ?

Model (downsampled)

User (interpolated)

Distances (algo 2)

-1.5 -1 -0.5 0 0.5 1-1

-0.5

0

0.5

1

1.5Algo 1 (closest points of model path) - Mean = 0.10403

Model (downsampled)

User (interpolated)

Distances (algo 1)

Calcul d’un score global de performance

7Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur

Écart moyen : 3,2 mm

Tests et validation

8=> Bonne corrélation entre le mesuré et le réelMathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur

Propriété intellectuelle

• Dépôt d’un brevet international (Europe, USA) pour protéger la méthode développée

• Pilotage du processus brevet : audit des productions internes, analyse des antériorités, première rédaction, lien avec le cabinet juridique, relecture et corrections

9Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur

Exercice de marcheObjectif : mesurer précisément une distance de marche

10Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur

Nouvel algo – Etape 1 (détecter phases de marche)

• Méthode :

Seuil de détection de marche

11Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur

Calcul des densités spectrales + seuillage

Bande de la marche

Bande en dehors de la marche

Signal d’origine (accéléromètre)

• Résultats :

marche

=> Bonne estimation des phases de marche et de non-marche

arrêt arrêtmarche marche marche

12

Nouvel algo – Etape 1 (détecter phases de marche)

Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur

Nouvel algo – Etape 2 (détecter les pas)

• Méthode :

Filtrage fréquentiel + seuillage adapté à la puissance « lissée »

Signal filtré

Amplitude « lissée »

Seuil de détection de pas

13Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur

Signal d’origine

Analyse des performances

• Résultats :

zoom

14

1 point vert = 1 pas détecté

Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur

=> Erreur de 2 %

Nouvel algo – Positions GPS

15

Intérieur de bâtiment => erreurs de position

Démarrage

Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur

Détection des données « suspicieuses »

16

Détection des points avec

mauvaise accuracy0 100 200 300 400 500 600 700

0

20

40

60

80

100

Time [s]

Horizontal accuracy [m]

Horizontal accuracy

Suspicious accuracy threshold

0 100 200 300 400 500 600 7000

10

20

30

40

50

Time [s]

Speed [km/h]

Speed

Suspicious: speed

Suspicious: time

Suspicious: accuracy

Speed (integrity)

Suspicious speed threshold

0 100 200 300 400 500 600 700

0

0.5

1

Time [s]

Individual integrity

Check if GPS loss

Section integrity

Détection des points avec vitesse

suspicieuse

Déduction des sections avec

intégrité « garantie »

Plus d’imprécision au démarrage

Sections conservées

Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur

2.3642 2.3644 2.3646 2.3648 2.36548.8325

48.8325

48.8326

48.8326

48.8327

48.8327

48.8328

48.8329

48.8329

48.8329

48.833

4/5/17 10:21 ID 1010 - GPS lat/lon (data with integrity)

Estimated distance = 763.9637 m (1008.6543 m with no integrity)

Integrity ratio = 0.72346

Start point

End point

2.364 2.3642 2.3644 2.3646 2.3648 2.36548.8325

48.8325

48.8326

48.8326

48.8327

48.8327

48.8328

48.8329

48.8329

48.8329

48.833

4/5/17 10:21 ID 1010 - GPS lat/lon (all data)

Estimated distance = 763.9637 m (1008.6543 m with no integrity)

Integrity ratio = 0.72346

Start point

End point

Elimination des points « toxiques »

17

Elimination des points « toxiques »

Interpolation des distances entre les

points restants

On a réussi à surpasser le problème des pertes temporaires de précision (ex : masquage des satellites)Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur

Intérieur de bâtiment

Tests et validation

18=> Bonne corrélation entre le mesuré et le réelMathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur

MISSION 2Airtronic – Janvier 2018

Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur19

• Développement des algorithmes d’une alarme fonctionnant à la reconnaissancede sons particuliers en environnement extérieur.

• Défi technique : arriver à faire la différence entre les sons à détecter et les autressons, de façon à obtenir des taux de détection et de fausses alarmesacceptables.

• En collaboration avec expert électronique et expert C++.

Environnement

• Processeur 32-bit ARM Cortex-M4F → Fortes contraintes de mémoireet puissance de calcul

• Alimentation par piles avec objectif d’autonomie de 8 mois→ Fortes contraintes de consommation électrique

20Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur

Découpage du signal en sous-bandes

21Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur

Motif à détecter

Elimination du spectre « pollué »

Calcul de plusieurs métriques

22Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur

Détection multi-critères :- Niveau de puissance- Rapports de puissance- Niveau de variance

Optimisation de paramètres

• Minimisation de la fonction de coût

23Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur

Zoneoptimale

Résultats

• Fonctionnement en temps réel sur microcontrôleur embarqué

• Performance de rapidité : alarme déclenchée en moins de 2 s

• Performance de détection sur 87 tests en situations : • Taux de détection : 100 %

• Taux de fausses alarmes : 0 %

24Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur

MISSION 3FlyLab – Janvier-février 2018

Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur25

• Contrôle automatique de trajectoire de drone

• Objectifs : simulation du fonctionnement du drone et élaboration du systèmed’asservissement en vitesse pour éviter les obstacles

Développements

• Lois mécaniques

• Asservissement en vitesse

• Simulation de l’environnement : murs, zones de protection, télémètres

• Organisation du code en sous-modules en cascade

26Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur

Résultats

• Définition d’un cap au démarrage

• Le drone évite les murs et arrive auto-

matiquement au point d’arrivée

27Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur

MISSION 4Dr Warehouse – Juin-juillet 2018 – Institut Imagine (Hôpital Necker)

Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur28

• Mise en place d’une plateforme de data science pour l’hôpital Sainte Anne

• Objectifs : rassembler toutes les données de l’hôpital et y faire fonctionner desoutils de recherche et d’analyse

Développements

• Installation d’une base de données Oracle sur serveur distant

• Ecriture de scripts Python/SQL pour ETL : • Récupération de l’ensemble des données de 3 bases de données médicales de

l’hôpital (patients, mouvements, rapports d’imagerie)

• Adaptation, corrections et mise en forme des données

• Chargement des données dans une base ad hoc

• Tests et validation

→ 1,5 millions de données médicales traitées

29Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur

MISSION 5Diazonis – avril 2019

Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur30

• Etude de faisabilité d’un tracker d’activité pour animaux de compagnie

• Données d’entrée : accéléromètre, gyroscope, magnétomètre, baromètre

Développements

1. Analyse visuelle des données

31Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur

Développements

2. Mise en place de métriques représentatives

3. Classification (clustering simple)

4. Evaluation des performances => bonne corrélation avec la réalité32

Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur

AUTRES MISSIONS EFFECTUÉES

Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur33

• Biotraq (plusieurs journées) : prototypage rapide d’un système de tracker detempérature avec Arduino, sonde, puce GSM.

• VirtualiSurg (plusieurs journées) : aide au développement d’un capteur deposition angulaire pour système de chirurgie en réalité virtuelle.

• Safran Electronics & Defense (1 an) : développement de modules detrajectographie et d’exploration pour véhicules autonomes militaires.

• Nom confidentiel (plusieurs journées) : audit et amélioration d’un code Matlabpour l’analyse de données cinématiques d’athlètes olympiques.

Contacts

Mathieu Cattenoz – Interdiction de reproduction, copie, diffusion sans l’accord de l’auteur34

mathieu.cattenoz@gmail.com

+33 6 84 35 04 78