© Laboratoire LIARA, Université du Québec à Chicoutimi Contexte Le vieillissement de la population provoque de graves problèmes dans les systèmes de santé,  notamment une pénurie de personnel médical  pour les soins à domicile ainsi qu'une forte  croissance du nombre de personnes atteintes de déficiences cognitives, telle que la maladie   d'Alzheimer. Actuellement, un demi-million de Canadiens âgés de plus de 65 ans souffrent de  cette maladie et ce chiffre est appelé à doubler  d’ici 2031 (Société Alzheimer du Canada). Les  symptômes inhérents aux troubles cognitifs de cet ordre entraînent chez les patients un   comportement incohérent limitant leur capacité à réaliser leurs tâches de la vie courante.  Pourtant, ces personnes souhaites en grande  majorité demeurer à domicile où elles se sentent  en sécurité et autonome. Le gourvenement abonde dans ce sens pour des raisons sociales  et  économiques. C'est donc dans l'optique de fournir des solutions technologiques à cette  problématique d'envergure que le Laboratoire  d'Intelligence Ambiante pour la Reconnaissance  d'Activités (LIARA) de l'Université du Québec à Chicoutimi, en étroite collaboration avec le   Centre de Recherche sur les Habitats Intelligents (CRHI) de l'Université de Sherbrooke, explore  les différents moyens de soutenir, à  l'intérieur d'un habitat dit intelligent, un occupant (par  exemple un patient Alzheimer) dans l'accomplissement de ses activités. Le laboratoire  souhaite  également fournir des outils technologiques pour diminuer la charge des aidants (profesionnels  et naturels). Cette approche du  problème s'inscrit dans le récent courant de pensée issu de  l'informatique diffuse (ubiquitous computing), qui fait référence à une tendance  voulant que  l'on miniaturise un ensemble de dispositifs électroniques (capteurs et effecteurs) qu'on intègre  dans les objets du quotidien, de  manière transparente pour l'usager, dans le but de lui fournir  une assistance ponctuelle. Une des difficultés majeures inhérentes à ce type  d'assistance est  la reconnaissance des activités de la vie quotidienne réalisées par le patient à l'intérieur de  son habitat. Cette  problématique constitue une thématique clé du domaine de l'assistance  car le soutien technologique pour le maintien à domicile ne peut se  faire que si le système  arrive à interpréter correctement le comportement du patient et à détecter ses erreurs.  Programme de recherche et objectifs de l’équipe LIARA   Le programme de recherche du laboratoire s'inscrit en adéquation avec l'expertise des chercheurs qui en sont membres et  arbore une  facette tout à fait nouvelle et distincte. Les objectifs sont:   1. Mettre en place les fondements théoriques et pratiques pour la conception et la réalisation de technologies ambiantes,  en  considérant que la reconnaissance d'activités constitue le principal défi;   2. Développer et expérimenter des prototypes novateurs grandeur nature de systèmes d'assistance pour les personnes  âgées en  perte d’autonomie (notamment ceux souffrant d’Alzheimer) dans une infrastructure d'habitat intelligent;    3. Favoriser l'étude multidisciplinaire de l'intelligence ambiante afin de mieux comprendre ses impacts sur la vie  quotidienne et la  société en général.   Afin de répondre à ces objectifs, les principaux thèmes de recherche abordés sont :   THÈME 1 : Reconnaissance et suivi d'activités basées sur des capteurs ubiquitaires. Les travaux existants sur ce thème s'orientent  autour de trois types d'approches : (i) les approches logiques exploitant un  processus d'inférence à partir d'une librairie de plans, (ii) les  approches probabilistes, basées sur les modèles bayésiens ou  markoviens, et les approches hybrides (logico-probabilistes), branche  récente dans laquelle nos travaux s'inscrivent. Dans le  domaine de l'assistance cognitive, les recherches sur ce thème visent le  développement de modèles d'IA capables d'interpréter  l'information en provenance des capteurs de bas niveau, de manière à identifier les  activités de haut niveaux en cours, l'état de  complétion de celles-ci et de déterminer si le patient a effectué des erreurs. L'interprétation de ce  comportement de haut niveau  n'est pas simple car une action basique, telle que prendre une tasse dans une armoire, résulte par le  déclenchement d'une  multitude de capteurs hétérogènes distincts (ex. étiquette RFID sur la tasse, tapis tactile, contact électromagnétique  sur la porte  d'armoire). Cette réalité de l'habitat amplifie davantage le problème de la reconnaissance et dégage un certain nombre de   questions: comment prendre simultanément l'incertitude, l'imprécision et les contraintes spatio-temporelles qui caractérisent la  complexité du  comportement dans un monde réel, souvent omises dans les travaux de recherche du domaine? Quelle  combinaison de capteurs est la plus  efficace pour détecter un certain type d'actions dans un contexte spécifique? Y a-t-il  plusieurs interprétations possibles pour une même série  de déclenchements de capteurs? En somme, cette thématique vise à  trouver des réponses à ces questions importantes afin d'être apte à  déployer un système d'agents ambiants capables de  reconnaître le comportement d’une personne âgée en perte d’autonomie et de l'assister  à domicile.   THÈME 2 : Modélisation des erreurs liées à la déficience cognitive. Cette deuxième thématique a pour objectif de définir un modèle  usager-patient en formalisant les schémas comportementaux  d'erreurs (ex. schéma d'omission, schéma de séquence, etc.) relativement à la  classification des erreurs cognitives établie dans  la littérature, de façon à pouvoir les exploiter dans un contexte de reconnaissance  d'activités journalières du patient ainsi que  d’assistance adaptée à son besoin. Pour appuyer cette investigation, nous nous pencherons sur  les connaissances fondamentales  issues des travaux en neuropsychologie, ainsi que sur l'architecture d'agent cognitif basée sur la théorie  unifiée de la cognition,  telle que ACT-R, pour mieux simuler à travers l'infrastructure de l'habitat, le comportement des patients Alzheimer à  différents  stades. Ce thème multidisciplinaire sera abordé en collaboration avec Julie Bouchard, Ph.D., chercheure en neuropsychologie   clinique et membre associé du laboratoire LIARA.   THÈME 3 : Assistance cognitive pour le support aux patients Alzheimer. Une théorie bien-formée d'intervention est importante pour  les systèmes d'assistance cognitive car une alerte intrusive à un  mauvais moment, même s'il s'agit d'un bon conseil, peut conduire à un rejet  rapide des services proposés par l'habitat. Par  exemple, si le patient prend normalement son repas à midi mais il n'a pas encore mangé à  "12:05", un message d'invitation en  provenance d'un agent ambiant du frigo peut être intrusif; mais si le message de rappel est délivré à  "12:45", son utilité est  supérieure relativement au coût potentiel d'être irrité. Par conséquent, cette troisième thématique de recherche, qui se  veut en  adéquation avec les deux autres, vise à explorer les théories de la décision et de l'utilité pour : (i) identifier le moment opportun  où  une action d'assistance doit être enclenchée, (ii) de choisir la combinaison adéquate d'effecteurs (ex. lumière, images,  guidance vocale, etc.)  en fonction du type d'erreur (initiation, séquence, omission, etc.), du profil du patient appris à travers les  techniques d'apprentissage des  services proposés relativement aux effecteurs utilisés, (iii) d'inférer une solution optimisée de  guidance, le cas échéant, pour assister la  personne dans la correction de ses erreurs et la poursuite de ses activités en cours. Retombées attendues Le résultat des travaux de recherche effectués au laboratoire aura un impact tangible dans le domaine de  l'intelligence artificielle  ambiante et des technologies d'assistance, visant le maintien à domicile des personnes âgées en perte d'autonomie.  Ces  résultats auront des impacts significatifs et durables qui profiteront non seulement à la communauté scientifique, mais aussi à  toute la  société. À court terme, les chercheurs universitaires, l'industrie, et tous les groupes de recherche travaillant sur ce type  de technologies  bénéficieront des avancées réalisées par l'équipe de l'UQAC au niveau fondamental et appliqué, ce qui  accélérera le développement dans  ce secteur névralgique pour notre société. À moyen terme, ces recherches mèneront à la  création d'une domotique adaptée aux personnes  ayant un handicap cognitif qui sera intégrée aux services du réseau de soins  au Québec et partout dans le monde. Les coûts sociaux  annuels des soins à domicile (hébergement, médicaments, services de  soutien, aidants, etc.) par personne varient entre 10 000$ et 40 000$,  dépendamment de la déficience. Ainsi, les technologies  rendues possibles par les avancées de ce projet permettront d'offrir une alternative  viable pour la réduction des coûts et pour la  diminution de la surcharge de travail des aidants naturels (famille et amis) et des professionnels.  Ces technologies permettront  aux ressources d'effectuer un travail plus efficace, parfois même à distance, et de supporter un nombre accru  de patients. À  long terme, le projet contribuera à l'amélioration de la qualité de vie des personnes en perte d'autonomie en permettant la   désinstitutionalisation qui correspond à des valeurs sociales à savoir que les personnes devraient vivre une vie aussi normale  que possible  sans ségrégation dans les hôpitaux.