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1. Numerical Evaluation of Circuit Model for Fast Computational Analysis of Resonant Wireless Power Transfer System

Author

F. M. Freitas, I. V. Soares, L. Krähenbühl, A. Bréard, C. Vollaire, S. T. M. Gonçalves, U. C. Resende, Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais (CEFET-MG), Institut d'Électronique et des Technologies du numéRique (IETR), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Nantes Université - pôle Sciences et technologie, Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ), Ampère, Département Automatique pour l'Ingénierie des Systèmes (AIS), 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), and Ampère, Département Energie Electrique (EE)

Subjects
Circuit model, magnetic metamaterial, resonance, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, wireless power transfer, near field coupling, LC metamaterial, Electrical and Electronic Engineering, Electronic, Optical and Magnetic Materials
Abstract

International audience; This paper proposes a circuit model to calculate the current along printed coils used in Resonant Wireless Power Transfer. It considers a system composed of a metamaterial and two coplanar coils, transmitter and receiver, respectively. First, a circuit model for the system is presented. Then, an analytical model is proposed to calculate the self-inductance of printed inductors, their characteristic resistance, and the mutual inductance between coils. The proposed formulation for calculating the mutual inductance between inductors is based on Neumann’s formula. The practical results validate the model precision, obtaining a maximum deviation of approximately 8%, 3%, and 3%, respectively. Due to the generality of this approach, it can also be applied to more complex structures such as metasurfaces. The proposed 3-D models proved to be ideal for modeling the printed inductor. Furthermore, this model proved to be computationally more efficient for analyzing large systems when compared to commercial full-wave simulation software, with a reduction in the computational time larger than three orders of magnitude.

Published
2023

2. Effects of Silane Monolayers on Lysophosphatidylcholine (LysoPC) Detection by Desorption Ionization on Silicon Mass Spectrometry (DIOS-MS) in Solution and Plasma

Author

Antonin Lavigne, Benoît Gilquin, Thomas Géhin, Vincent Jousseaume, Marc Veillerot, Yann Chevolot, Magali Phaner-Goutorbe, Christelle Yeromonahos, INL - Dispositifs pour la Santé et l’Environnement (INL - DSE), Institut des Nanotechnologies de Lyon (INL), École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-École Supérieure de Chimie Physique Électronique de Lyon (CPE)-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), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (CEA-LETI), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), and ANR-18-CE09-0006,PORIDG,Fonctionnalisation chimique du silicium nanoporeux pour le diagnostic de la septicémie(2018)

Subjects
[CHIM.THEO]Chemical Sciences/Theoretical and/or physical chemistry, [CHIM.ANAL]Chemical Sciences/Analytical chemistry, General Materials Science
Abstract

International audience; Desorption ionization on silicon mass spectrometry (DIOS-MS) enables the high throughput analysis of low molecular weight biomolecules. However, the detection of metabolites biomarkers from complex fluids, like plasma, is subordinated to sample pre-treatments which limit clinical applications. Herein, we show that porous silicon chemically modified using monolayers of n-propyldimethylmetoxysilane molecules, can be a good candidate for the fingerprinting of Lysophosphatidylcholine (LysoPC) in plasma, without any pre-treatment of the sample, for DIOS-MS-based diagnosis like sepsis diagnosis. Results are correlated to the location of LysoPC molecules inside/outside the pores, determined by time of flight-secondary ions mass spectrometry profiling, and to their physico-chemical properties.

Published
2023

3. Structure, Morphology, and Surface Chemistry of Surgical Masks and Their Evolution up to 10 Washing Cycles

Author

Louise Wittmann, Joseph Garnier, Naomi Sakata, Elisabeth Auzias, Martin Dumoulin, Nathanaël Barlier, Théotime Bergese, Lara Leclerc, Florence Grattard, Paul O. Verhoeven, Jérémie Pourchez, Claude Botella, Jean-Marie Bluet, Béatrice Vacher, José Penuelas, Institut des Nanotechnologies de Lyon (INL), École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-École Supérieure de Chimie Physique Électronique de Lyon (CPE)-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), Santé Ingénierie Biologie Saint-Etienne (SAINBIOSE), Centre Ingénierie et Santé (CIS-ENSMSE), École des Mines de Saint-Étienne (Mines Saint-Étienne MSE), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École des Mines de Saint-Étienne (Mines Saint-Étienne MSE), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Physiopathologie et biothérapies des infections muqueuses (GIMAP), 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)-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), INL - Matériaux Fonctionnels et Nanostructures (INL - MFN), 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), 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), and Université de Lyon

Subjects
[CHIM.POLY]Chemical Sciences/Polymers, Polymers and Plastics, pandemic, Process Chemistry and Technology, Organic Chemistry, washing, surgical masks, decontamination, Covid-19, polypropylene
Abstract

International audience; The Covid-19 crisis has led to a massive surge in the use of surgical masks worldwide, causing risks of shortages and high pollution. Various decontamination techniques are currently being studied to reduce these risks by allowing the reuse of masks. In this study, surgical masks were washed up to 10 times, each cycle under the same conditions. The consequences of the washing cycles on the structure, fiber morphology, and surface chemistry have been studied through several characterization techniques: scanning electron microscopy, wetting angle measurements, infrared spectroscopy, X-ray diffraction, and X-ray photoelectrons spectroscopy. The washing process did not induce large changes in the hydrophobicity of the surface, the contact angle remaining constant throughout the cycles. The composition observed in the IR spectrum also remained unchanged for washed masks up to 10 cycles. Some slight variations were observed during X-ray analysis: the crystallinity of the fibers as well as the size of the crystals increases with the number of wash cycles. The XPS analysis shows that after 10 cycles, the surface of the masks underwent a slight oxidation. In the SEM images, changes were observed in the arrangement of the fibers, which are more visible the more times the mask has been washed: they align themselves in bundles, form areas with holes in the mask layer, and are crushed in some areas.

Published
2023

4. Progressive Compression of Triangle Meshes

Author

Vidal, Vincent, Dubouchet, Lucas, Lavoué, Guillaume, Alliez, Pierre, Origami (Origami), 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), Geometric Modeling of 3D Environments (TITANE), Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM), and Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)

Subjects
triangle mesh compression 2-manifold mesh progressive compression, triangle mesh compression, Signal Processing, progressive compression, [INFO.INFO-CG]Computer Science [cs]/Computational Geometry [cs.CG], 2-manifold mesh, Software
Abstract

International audience; This paper details the first publicly available implementation of the progressive mesh compression algorithm described in the paper entitled "Compressed Progressive Meshes" [R. Pajarola and J. Rossignac, IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics, 6 (2000), pp. 79-93]. Our implementation is generic, modular, and includes several improvements in the stopping criteria and final encoding. Given an input 2-manifold triangle mesh, an iterative simplification is performed, involving batches of edge collapse operations guided by an error metric. During this compression step, all the information necessary for the reconstruction (at the decompression step) is recorded and compressed using several key features: geometric quantization, prediction, and spanning tree encoding. Our implementation allowed us to carry out an experimental comparison of several settings for the key parameters of the algorithm: the local error metric, the position type of the resulting vertex (after collapse), and the geometric predictor. Source Code The proposed implementation is publicly available through the MEPP2 platform [20]. The algorithm can be used either as a command-line executable or integrated into the MEPP2 GUI. The source code is written in C++ and is accessible on the IPOL web page of this article 1 , as well as on the GitHub page of MEPP2 (MEPP-team/MEPP2 project 2).

Published
2023

5. Critical Role of Water on the Synthesis and Gelling of γ-In2S3 Nanoribbons with a Giant Aspect Ratio

Author

Guillemeney, Lilian, Lermusiaux, Laurent, Davidson, Patrick, Hubley, Austin, Pierini, Stefano, Pierucci, Debora, Patriarche, Gilles, Canut, Bruno, Lhuillier, Emmanuel, Mahler, Benoît, Abécassis, Benjamin, Laboratoire de Chimie - UMR5182 (LC), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Physique des Solides (LPS), Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Luminescence (LUMINESCENCE), Institut Lumière Matière [Villeurbanne] (ILM), 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), Department of Science and Technology, Parthenope University of Naples, Naples, Italy, Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies (C2N), INL - Matériaux Fonctionnels et Nanostructures (INL - MFN), Institut des Nanotechnologies de Lyon (INL), École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-École Supérieure de Chimie Physique Électronique de Lyon (CPE)-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), Physico-chimie et dynamique des surfaces (INSP-E6), Institut des Nanosciences de Paris (INSP), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and European Project: 865995,SENECA

Subjects
General Chemical Engineering, Materials Chemistry, [CHIM]Chemical Sciences, General Chemistry
Abstract

International audience

Published
2022

6. Visualization in Motion: A Research Agenda and Two Evaluations

Author

Lijie Yao, Anastasia Bezerianos, Romain Vuillemot, Petra Isenberg, Analysis and Visualization (AVIZ), Inria Saclay - Ile de France, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire Interdisciplinaire des Sciences du Numérique (LISN), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-CentraleSupélec-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Interaction avec l'Humain (IaH), Laboratoire Interdisciplinaire des Sciences du Numérique (LISN), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Interacting with Large Data (ILDA), Situated Interaction, Collaboration, Adaptation and Learning (SICAL), 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), and ANR-19-CE33-0012,EMBER,Visualisations situées pour l'analyse de données personnelles(2019)

Subjects
Movement, Research agenda, Visualization in motion, Computer Graphics and Computer-Aided Design, Wearable Electronic Devices, Motion, Video Games, Signal Processing, Computer Graphics, Perception, [INFO]Computer Science [cs], Computer Vision and Pattern Recognition, Software, Visualization
Abstract

International audience; We contribute a research agenda for visualization in motion and two experiments to understand how well viewers can read data from moving visualizations. We define visualizations in motion as visual data representations that are used in contexts that exhibit relative motion between a viewer and an entire visualization. Sports analytics, video games, wearable devices, or data physicalizations are example contexts that involve different types of relative motion between a viewer and a visualization. To analyze the opportunities and challenges for designing visualization in motion, we show example scenarios and outline a first research agenda. Motivated primarily by the prevalence of and opportunities for visualizations in sports and video games we started to investigate a small aspect of our research agenda: the impact of two important characteristics of motion---speed and trajectory on a stationary viewer's ability to read data from moving donut and bar charts. We found that increasing speed and trajectory complexity did negatively affect the accuracy of reading values from the charts and that bar charts were more negatively impacted. In practice, however, this impact was small: both charts were still read fairly accurately.

Published
2022

7. Control of Ca 2+ signals by astrocyte nanoscale morphology at tripartite synapses

Author

Audrey Denizot, Misa Arizono, U. Valentin Nägerl, Hugues Berry, Erik De Schutter, Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University (OIST), Interdisciplinary Institute for Neuroscience [Bordeaux] (IINS), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), 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), 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)-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 Lyon, and Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)

Subjects
Cellular and Molecular Neuroscience, Neurology, [SDV.NEU.NB]Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC]/Neurobiology, intracellular signaling, calcium microdomains, reaction–diffusion simulations, nano-morphology, computational neuroscience
Abstract

International audience; Much of the Ca2+ activity in astrocytes is spatially restricted to microdomains and occurs in fine processes that form a complex anatomical meshwork, the so-called spongiform domain. A growing body of literature indicates that those astrocytic Ca2+ signals can influence the activity of neuronal synapses and thus tune the flow of information through neuronal circuits. Because of technical difficulties in accessing the small spatial scale involved, the role of astrocyte morphology on Ca2+ microdomain activity remains poorly understood. Here, we use computational tools and idealized 3D geometries of fine processes based on recent super-resolution microscopy data to investigate the mechanistic link between astrocytic nanoscale morphology and local Ca2+ activity. Simulations demonstrate that the nano-morphology of astrocytic processes powerfully shapes the spatio-temporal properties of Ca2+ signals and promotes local Ca2+ activity. The model predicts that this effect is attenuated upon astrocytic swelling, hallmark of brain diseases, which we confirm experimentally in hypo-osmotic conditions. Upon repeated neurotransmitter release events, the model predicts that swelling hinders astrocytic signal propagation. Overall, this study highlights the influence of the complex morphology of astrocytes at the nanoscale and its remodeling in pathological conditions on neuron-astrocyte communication at so-called tripartite synapses, where astrocytic processes come into close contact with pre- and postsynaptic structures.

Published
2022

8. Implicit Differentiation for Hyperparameter Tuning the Weighted Graphical Lasso

Author

Pouliquen, Can, Gonçalves, Paulo, Massias, Mathurin, Vayer, Titouan, Optimisation, Connaissances pHysiques, Algorithmes et Modèles (OCKHAM), 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 Rhône-Alpin des systèmes complexes (IXXI), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), 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)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Inria Lyon, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Laboratoire de Droit des Affaires et Nouvelles Technologies (DANTE), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), ANR-19-CHIA-0009,AllegroAssai,Algorithmes, Approximations, Parcimonie et Plongements pour l'IA(2019), 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), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rhône-Alpin des systèmes complexes (IXXI), and Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)

Subjects
FOS: Computer and information sciences, Optimization, Computer Science - Machine Learning, Implicit differentiation, Machine Learning (stat.ML), Hyperparameter Selection, Machine Learning (cs.LG), Graphical Lasso, Optimization and Control (math.OC), Statistics - Machine Learning, FOS: Mathematics, [INFO]Computer Science [cs], [MATH.MATH-OC]Mathematics [math]/Optimization and Control [math.OC], Mathematics - Optimization and Control
Abstract

International audience; We provide a framework and algorithm for tuning the hyperparameters of the Graphical Lasso via a bilevel optimizationproblem solved with a first-order method. In particular, we derive the Jacobian of the Graphical Lasso solution with respect to itsregularization hyperparameters.

Published
2023

9. The Stare-in-the-Crowd Effect When Navigating a Crowd in Virtual Reality

Author

Raimbaud, Pierre, Jovane, Alberto, Zibrek, Katja, Pacchierotti, Claudio, Christie, Marc, Hoyet, Ludovic, Pettré, Julien, Olivier, Anne-Hélène, Nous, virtuels (VIRTUS), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire Mouvement Sport Santé (M2S), Université de Rennes (UR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Brest (UBO)-Université de Rennes 2 (UR2)-Structure Fédérative de Recherche en Biologie et Santé de Rennes ( Biosit : Biologie - Santé - Innovation Technologique )-Université de Rennes (UR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Brest (UBO)-Université de Rennes 2 (UR2)-Structure Fédérative de Recherche en Biologie et Santé de Rennes ( Biosit : Biologie - Santé - Innovation Technologique )-RÉALITÉ VIRTUELLE, HUMAINS VIRTUELS, INTERACTIONS ET ROBOTIQUE (IRISA-D5), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Origami (Origami), 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), Sensor-based and interactive robotics (RAINBOW), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-RÉALITÉ VIRTUELLE, HUMAINS VIRTUELS, INTERACTIONS ET ROBOTIQUE (IRISA-D5), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Laboratoire Mouvement Sport Santé (M2S), Université de Rennes (UR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Brest (UBO)-Université de Rennes 2 (UR2)-Structure Fédérative de Recherche en Biologie et Santé de Rennes ( Biosit : Biologie - Santé - Innovation Technologique ), Brittany Region No 19023, SAD-2019-REACTIVE project, CNRS INS2I, ETC-RAS-RV project, ANR-21-ESRE-0030,CONTINUUM,Collaborative Continuity from Digital to Human(2021), and European Project: 856879,PRESENT(2019)

Subjects
locomotion, virtual agents, crowd, virtual reality, social interaction, Perception, [INFO.INFO-HC]Computer Science [cs]/Human-Computer Interaction [cs.HC], Motion processing gaze
Abstract

International audience; Nonverbal communication is paramount in daily life, as well as in populated virtual reality (VR) environments. In this paper, we focused on gaze behaviour, which is key to initiate and drive social interactions. Previous work on photographs and on virtual agents showed the importance of gaze, even in the presence of multiple stimuli, by demonstrating the stare-in-the-crowd effect: humans detect faster and observe gazes directed towards them longer than the averted ones. While previous studies focused on static scenarios, which fail in representing the complexity of real-life social interactions, we propose to explore the stare-in-the-crowd effect in dynamic situations. To this end, we designed a within-subject experiment where 21 users navigated a virtual street through an idle or moving crowd of virtual agents. Agents’ gaze was manipulated to display averted, directed, or shifting gaze. We analysed the user’s gaze (fixations, dwell time) and locomotor behaviours (path decisions, proximity to agents) as well as their social anxiety. Results showed that the stare-in-the-crowd effect is preserved when walking through both types of crowd, and that social anxiety decreases gaze interaction time and affects proximity behaviours in case of agents with directed gazes. However, virtual agents’ gaze did not elicit significant changes on users’ locomotion. These findings highlight the importance of considering virtual agents’ gaze when creating VR environments, and open future work perspectives to better understand factors that would strengthen or decrease this effect at gaze and locomotor levels.

Published
2023

10. Density estimation under local differential privacy and Hellinger loss

Author

Sart, Mathieu, Probabilités, statistique, physique mathématique (PSPM), 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)-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), and Sart, Mathieu

Subjects
Statistics and Probability, [MATH.MATH-ST]Mathematics [math]/Statistics [math.ST], [MATH.MATH-ST] Mathematics [math]/Statistics [math.ST]
Abstract

In this paper, we carry out a piecewise constant estimator of the density for privatised data. We establish a non-asymptotic oracle inequality for the Hellinger loss and deduce that our estimator is adaptive and (almost) rate optimal over a wide range of Besov classes. In particular, we show that a lower bound condition improves the convergence rates. This is in contrast to what happens with the L 2 loss where the rates can differ depending on whether the density is bounded or not.

Published
2023

11. Intelligence artificielle et Objets Cyber-physiques : convergence pour la ville intelligente

Author

Mieyeville, Fabien, Bonneau, Antoine, Le Mouël, Frédéric, Bareille, Olivier, 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), Dynamic Software and Distributed Systems (DYNAMID), 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), Laboratoire de Tribologie et Dynamique des Systèmes (LTDS), and 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)

Subjects
Intelligence Artificielle, Ville intelligente, Systèmes cyber-physiques / IoT Internet of Things, [INFO]Computer Science [cs]
Abstract

National audience; Intelligence artificielle et intelligence ambiante sont deux notions intrinsèquement liées qui trouvent un essor particulier dans l'intégration actuelle de l'internet des objets et des réseaux de capteurs dans l'environnement physique de manière pervasive. La réduction de la dimension physique des circuits permet d'envisager la création d'environnements intelligents. Si la taille réduite des systèmes et les contraintes énergétiques limitent encore les performances de tels systèmes, la mise en réseau et le recours à du Machine Learning permet d'envisager des systèmes performants, autonomes et résilients adaptés aux Smart Cities de demain.

Published
2023

12. Apprentissage fédéré pour l'intelligence ambiante : une approche système embarqué, distribuée et intermittente

Author

Bonneau, Antoine, Le Mouël, Frédéric, Mieyeville, Fabien, Dynamic Software and Distributed Systems (DYNAMID), 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), 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), Institut des Nanotechnologies de Lyon (INL), Université de Lyon-École Supérieure de Chimie Physique Électronique de Lyon (CPE)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), and Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Apprentissage fédéré, [INFO]Computer Science [cs], Intelligence artificielle, Systèmes embarqués, Systèmes intermittents
Abstract

National audience; L’environnement, rendu intelligent par la pervasivité des systèmes embarqués se miniaturisant et s’insinuant jusque dans les objets du quotidien, offre autant de potentiels que de contraintes. En effet, l’intelligence ambiante (AmI) et l’intelligence artificielle (IA) sont intrinsèquement liées. L’augmentation de l’autonomie des dispositifs de l’AmI a encouragé le déploiement massif d’objets connectés produisant toujours plus de données exploitable pour l’IA. D’un autre côté, les besoins énergétiques actuels de calcul pour l’IA sont assez peu compatibles avec les faibles ressources des dispositifs de l’AmI et avec les enjeux sociétaux et planétaires.

Published
2023

13. Hexagonal Ge on self-assisted GaAs Nanowires for light emission

Author

Dudko, Iuliia, Dursap, Thomas, Lamirand, Anne, Botella, Claude, Regreny, Philippe, Danescu, Alexandre, Brottet, Solène, Bugnet, Matthieu, Walia, Sumeet, Chauvin, Nicolas, Penuelas, Jose, INL - Matériaux Fonctionnels et Nanostructures (INL - MFN), Institut des Nanotechnologies de Lyon (INL), École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-École Supérieure de Chimie Physique Électronique de Lyon (CPE)-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), Royal Melbourne Institute of Technology University (RMIT University), INL - Plateforme Technologique Nanolyon (INL - Nanolyon), Matériaux, ingénierie et science [Villeurbanne] (MATEIS), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), GdR MatÉpi, ANR-10-LABX-0064,Imust,Institut for Multiscale Science and Technology : from Fundamental Physics and Chemistry to Engineering in New Material and Processes and Ecotechnologies(2010), ANR-17-CE30-0014,HEXSIGE,Propriétés de la phase hexagonale 2H du Ge et Si(2017), and European Project: ECLAUSion

Subjects
Hexagonal Germanium, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Molecular Beam Epitaxy, Semiconductor Nanowires
Abstract

National audience

Published
2023

14. How chitosan can be considered as a promising eco-efficient candidate to replace commercial organic-based resists in the photolithography process. Focus on photopatterning and etching behavior in fluorinated plasmas

Author

Léonard, Didier, Durin, Paule, Sysova, Olha, Guan, Yue, GABLIN, CORINNE, Benamrouche, Aziz, Hajjar-Garreau, Samar, Téolis, Alexandre, Trombotto, Stéphane, Delair, Thierry, Servin, Isabelle, Tiron, Raluca, Bazin, Arnaud, Berling, Dominique, Soppera, Olivier, Gehin, Thomas, Laurenceau, Emmanuelle, Leclercq, Jean -Louis, Chevolot, Yann, Surfaces, Institut des Sciences Analytiques (ISA), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), INL - Dispositifs pour la Santé et l’Environnement (INL - DSE), Institut des Nanotechnologies de Lyon (INL), École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-École Supérieure de Chimie Physique Électronique de Lyon (CPE)-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), Institut de Science des Matériaux de Mulhouse (IS2M), Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), INL - Plateforme Technologique Nanolyon (INL - Nanolyon), Ingénierie des Matériaux Polymères (IMP), 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)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (CEA-LETI), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), INL - Chimie et Nanobiotechnologies (INL - C&N), and ANR-19-CE43-0009,Lithogreen,Développement de polymères issus de la biomasse pour les procédés de micro et nanofabrication écoresponsables en milieu aqueux(2019)

Subjects
[SPI]Engineering Sciences [physics], [CHIM]Chemical Sciences
Abstract

International audience

Published
2023

15. Full-SiC Single-Chip Buck and Boost MOSFET-JBS Converters for Ultimate Efficient Power Vertical Integration

Author

Makhoul, Ralph, Bourennane, Abdelhakim, Phung, Luong Viêt, Richardeau, Frédéric, Lazar, Mihai, Beydoun, Nour, Kostcheev, Sergueï, Godignon, Philippe, Planson, Dominique, Morel, Hervé, Bourrier, David, Équipe Intégration de Systèmes de Gestion de l'Énergie (LAAS-ISGE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), 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), Convertisseurs Statiques (LAPLACE-CS), LAboratoire PLasma et Conversion d'Energie (LAPLACE), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Lumière, nanomatériaux et nanotechnologies (L2n), Université de Technologie de Troyes (UTT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centro Nacional de Microelectronica [Spain] (CNM), Service Techniques et Équipements Appliqués à la Microélectronique (LAAS-TEAM), This national inter-lab research work received financialsupport from the French National Research Agency (ANR).The project name is 'MUS²-IC' for Monolithic Ultimate powerSwitching cell in SIlicon Carbide (n° ANR-21-CE05-0005),over the period 2022 – 2025. This work was supported byLAAS-CNRS and NanoMat micro and nanotechnologiesplatforms, members of the Renatech french national network., Institute of Computer Science of AGH University of Science and Technology, and ANR-21-CE05-0005,MUSIC,Cellule de commutation de puissance ultime en carbure de silicium(2021)

Subjects
VDMOS, JBS diode, metallic via, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, electroplating process, Power switching cells, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, monolithic, 2D simulations, TCAD Modeling
Abstract

International audience; This paper aims at demonstrating the relevance of a new design perimeter for power switching cells through a monolithic vertical integration approach on a multi-terminal power chip with Wide-Band Gap material such as 4H silicon carbide (SiC). Multi-terminal monolithic architectures making use quasi-only of vertical unipolar switch (VDMOS) and JBS diode architecture within the context of a 600V/10A full integration of switching cells on 4H-SiC chips are proposed and validated through Sentaurus 2D numerical simulations. The key method to etch and to fill the metallic via needed to connect the VDMOS and the JBS from top to back side of the SiC wafer is presented. The first optimization of the electroplating process resulted in a Ni metal layer of about 5µm thick.

Published
2023

16. 1S1R Sub-threshold Operation in Crossbar Arrays for Neural Networks Hardware Implementation

Author

Minguet Lopez, Joel, Dampfhoffer, Manon, Hirtzlin, Tifenn, Reganaz, Lucas, Grenouillet, Laurent, Navarro, Gabriele, Bernard, Mathieu, Magis, Thomas, Carabasse, Catherine, Castellani, Niccolo, Meli, Valentina, Vianello, Elisa, Deleruyelle, Damien, Portal, Jean-Michel, Molas, Gabriel, Andrieu, François, Université Grenoble Alpes, CEA, Leti, F-38000, Grenoble, France, CEA, CNRS, Grenoble INP, INAC-Spintec, Univ. Grenoble Alpes, GRENOBLE, INL CNRS, INSA Lyon, VILLEURBANNE, Aix Marseille Univ., CNRS, IM2NP, MARSEILLE, European Project, Département Composants Silicium (DCOS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (CEA-LETI), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), INL - Electronique (INL - ELEC), Institut des Nanotechnologies de Lyon (INL), École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-École Supérieure de Chimie Physique Électronique de Lyon (CPE)-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), Institut des Matériaux, de Microélectronique et des Nanosciences de Provence (IM2NP), Aix Marseille Université (AMU)-Université de Toulon (UTLN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), European Project: 876925,H2020-ECSEL-2019-2-RIA,ANDANTE, and European Project: 101007321,H2020-ECSEL-2020-1-IA-two-stage,StorAIge

Subjects
[PHYS]Physics [physics], chalcogenide, OTS, inference, [SPI]Engineering Sciences [physics], PCM, 1S1R, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, BSNN, crossbar, RRAM, BNN, crosspoint
Abstract

International audience; This paper presents an outlook of Crossbar memory array capabilities while operated in the sub-threshold regime. By means of experimental data obtained on a RRAM resistive device co-integrated in series with an OTS back-end selector, the pertinence of 1S1R sub-threshold read operation for both standard Binarized Neural Networks (BNNs) and Binarized Spiking Neural Networks (B`SNNs) inference implementation in hardware is elucidated.

Published
2023

17. Adaptive and Privacy-Aware Persuasive Strategies to Promote Healthy Eating Habits: Position Paper

Author

Nurbakova, Diana, Serna, Audrey, Omiri, Abdelbasset, Boutet, Antoine, Distribution, Recherche d'Information et Mobilité (DRIM), 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), Situated Interaction, Collaboration, Adaptation and Learning (SICAL), Universität Passau [Passau], 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), 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)-Inria Lyon, and Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)

Subjects
[INFO.INFO-HC]Computer Science [cs]/Human-Computer Interaction [cs.HC]
Abstract

International audience; Food has become a social issue. Developing a healthy relationship with food is a complex process as it implies a behaviour change. At first sight, recent advances in recommender system domain ensure personalised service and assistance of a user in decision-making process. However, traditional recommender systems lack the consideration of health-related factors (e.g., healthy diet guidelines, foodallergies, etc.). Moreover, instead of recommending a new item (recipe), an effective system should apply persuasion strategies to accompany a user in a long process, a little step at a time. Furthermore, most of existing recommender models do not take privacy preservation into account. In this position paper, we outline the challenges faced by a persuasive system for promoting eating habits and discuss our vision on the implementation of adaptive and privacy-aware persuasive strategies for healthy food promotion.

Published
2023

18. Lightweight Curvature Estimation on Point Clouds with Randomized Corrected Curvature Measures

Author

Lachaud, Jacques-Olivier, Coeurjolly, David, Labart, Céline, Romon, Pascal, Thibert, Boris, Laboratoire de Mathématiques (LAMA), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Origami (Origami), 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), Laboratoire Analyse et Mathématiques Appliquées (LAMA), Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Gustave Eiffel, Equations aux Dérivées Partielles (EDP), Laboratoire Jean Kuntzmann (LJK), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-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)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-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), ANR-22-CE46-0006,StableProxies,Traitement numérique stable de la géométrie et calcul haute-performance sur des données géométriques hétérogènes(2022), and ANR-11-LABX-0025,PERSYVAL-lab,Systemes et Algorithmes Pervasifs au confluent des mondes physique et numérique(2011)

Subjects
Computing methodologies → Shape analysis, [INFO.INFO-CG]Computer Science [cs]/Computational Geometry [cs.CG]
Abstract

International audience; The estimation of differential quantities on oriented point cloud is a classical step for many geometry processing tasks in computer graphics and vision. Even if many solutions exist to estimate such quantities, they usually fail at satisfying both a stable estimation with theoretical guarantee, and the efficiency of the associated algorithm. Relying on the notion of corrected curvature measures [LRT22, LRTC20] designed for surfaces, the method introduced in this paper meets both requirements. Given a point of interest and a few nearest neighbours, our method estimates the whole curvature tensor information by generating random triangles within these neighbours and normalising the corrected curvature measures by the corrected area measure. We provide a stability theorem showing that our pointwise curvatures are accurate and convergent, provided the noise in position and normal information has a variance smaller than the radius of neighbourhood. Experiments and comparisons with the state-of-the-art confirm that our approach is more accurate and much faster than alternatives. The method is fully parallelizable, requires only one nearest neighbour request per point of computation, and is trivial to implement.

Published
2023

19. Clustering Multivariate Longitudinal Data Application on Disease Progression Modeling ⋆

Author

Liekah, Loujain, Elghazel, Haytham, de Marchi, Fabien, Hacid, Mohand-Saïd, 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), Base de Données (BD), 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), Data Mining and Machine Learning (DM2L), and European Project: 875171,QUALITOP

Subjects
Subtyping, Disease progression modeling, [INFO.INFO-LG]Computer Science [cs]/Machine Learning [cs.LG], Alzheimer's disease, Multivariate longitudinal clustering, [INFO.INFO-AI]Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI]
Abstract

International audience; Methods for identifying homogeneous groups with varying characteristics in longitudinal data have been receiving increasing attention in recent years, especially in the medical domain. Exploiting electronic health records (EHRs) to infer patient subtypes can support practitioners in improving the decision-making process. In this paper, we propose a dynamic method for clustering multivariate longitudinal data, which constitutes a transparent solution for patient subtyping and modeling disease progression. Based on the assumption that subjects with similar disease trajectories share the same patterns, we subtype patients based on their medical history then learn the disease progression model. We cluster data periodically, and maintain the results and update the deduced subtypes by applying a borrowed approach from the data integration domain, namely entity matching. We test our method on the Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative (ADNI) real-world dataset. We demonstrate how our results can facilitate the early detection of dementia two years on average before the actual diagnosis, and therefore assist in the development of support and prevention procedures for patients. We compare our clustering with the state-of-the-art data stream clustering algorithms, and show that our method exhibits higher effectiveness in terms of both internal and external validation metrics.

Published
2023

20. Back to the trees: Identifying plants with Human Intelligence

Author

Castellan, Simon, Käfer, Jos, Tannier, Eric, Analyse sémantique et compilation pour la sécurité des environnements d'exécution (EPICURE), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-LANGAGE ET GÉNIE LOGICIEL (IRISA-D4), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), 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), 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 Lyon, and Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)

Subjects
[SDV]Life Sciences [q-bio], [INFO]Computer Science [cs]
Abstract

International audience; We investigate a way to build a convivial plant identification tool halfway between the complex determination keys of botanists and the more recent but poorly explainable approaches based on AI image recognition. Our approach consists of a formal language to organize morphological traits and a Bayesian technique to describe plants with possible polymorphisms at all taxonomic levels, and to handle errors and uncertainties. From these structured data, automatic approaches can be designed to generate versatile determination keys, i.e. decision trees, which are otherwise tedious to design by hand.

Published
2023

21. Immersive Multisensory Digital Twins: concept, methods and case study

Author

JAVERLIAT, Charles, Raimbaud, Pierre, Elst, Pierre-Philippe, Zimmermann, Eliott, Villenave, Sophie, Guesney, Martin, Pardoen, Mylène, Baert, Patrick, Lavoué, Guillaume, Origami (Origami), 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), Maison des Sciences de l’Homme Lyon Saint-Etienne (MSH LSE), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Sciences Po Lyon - Institut d'études politiques de Lyon (IEP Lyon), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Région Auvergne-Rhône-Alpes

Subjects
Multisensory, Cultural heritage, [INFO]Computer Science [cs], Digital twin, Virtual reality, Multisensory digital twin
Abstract

International audience; This paper presents the concept of multisensory digital twins, a brief state of the art of existing techniques for both capturing and immersive rendering of multisensory stimuli, and a case study of multisensory digital twin creation for cultural heritage.

Published
2023

22. Obsolescence Paths: living with aging devices

Author

Mosesso, Léa, Maudet, Nolwenn, Nano, Edlira, Thibault, Thomas, Tabard, Aurélien, Situated Interaction, Collaboration, Adaptation and Learning (SICAL), 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), Approches contemporaines de la création et de la réflexion artistiques (ACCRA), Université de Strasbourg (UNISTRA), Praticable, Technology and knowledge for interaction (LOKI), 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), Centrale Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centrale Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and France Relance 2030

Subjects
repair, end-of-life, [INFO]Computer Science [cs], [INFO.INFO-HC]Computer Science [cs]/Human-Computer Interaction [cs.HC], limits, sustainability, smartphones, devices, obsolescence, [SPI.GCIV.EC]Engineering Sciences [physics]/Civil Engineering/Eco-conception
Abstract

International audience; Frequent renewal of digital devices accounts for a large share of their environmental impact because of fabrication environmental costs. This renewal is often attributed to sociocultural phenomena (e.g. presentation of self or persuasive marketing) and to broken hardware (e.g. shattered screens or degraded batteries). We investigate a complementary aspect: how people live with devices as they are gradually becoming obsolete. We present a qualitative interview-based study with 18 participants on the role of software factors on the feeling of smartphone obsolescence. We identify three types of factors pushing for device renewal: upgrade issues, storage issues, and malfunctions. We find that these issues accumulate over time until a threshold is passed leading to renewal: we define this process as an obsolescence path. This threshold is often tied to contextual and social concerns. We also outline the various strategies people use to prolong the life of the almost obsolete devices. Our results show that hardware and software obsolescence are tied, and should be considered together as they trace obsolescence paths. Based on these observations, we identify design opportunities to extend the lifespan of devices.

Published
2023

23. 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

24. Diversity and Inclusion Activities in EGC - A 2022 Report

Author

Amer-Yahia, Sihem, Bonifati, Angela, Favre, Cécile, Fromont, Elisa, Labroche, Nicolas, Melançon, Guy, Sèdes, Florence, Soulet, Arnaud, Termier, Alexandre, 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), Base de Données (BD), 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), Entrepôts, Représentation et Ingénierie des Connaissances (ERIC), Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon, Large Scale Collaborative Data Mining (LACODAM), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-GESTION DES DONNÉES ET DE LA CONNAISSANCE (IRISA-D7), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Bases de données et traitement des langues naturelles (BDTLN), Laboratoire d'Informatique Fondamentale et Appliquée de Tours (LIFAT), Université de Tours (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Centre Val de Loire (INSA CVL), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Tours (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Centre Val de Loire (INSA CVL), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI), Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Systèmes d’Informations Généralisées (IRIT-SIG), Institut de recherche en informatique de Toulouse (IRIT), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Toulouse Mind & Brain Institut (TMBI), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), and Université de Toulouse (UT)

Subjects
[INFO.INFO-DB]Computer Science [cs]/Databases [cs.DB], Geography, Planning and Development, General Earth and Planetary Sciences, [INFO.INFO-SI]Computer Science [cs]/Social and Information Networks [cs.SI], [INFO.INFO-AI]Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI], Water Science and Technology
Abstract

International audience; EGC ("Extraction et Gestion des Connaissances"1 in French) started in 2001 and is the reference conference for the french community in Knowledge Extraction and Management (equivalent to the French KDD).

Published
2022

25. The Salient360! Toolbox: Processing, Visualising and Comparing Gaze Data in 3D

Author

Erwan David, Jesús Gutiérrez, Melissa Le-Hoa Vo, Antoine Coutrot, Matthieu Perreira Da Silva, Patrick Le Callet, Goethe-University Frankfurt am Main, Universidad Politécnica de Madrid (UPM), 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), Situated Interaction, Collaboration, Adaptation and Learning (SICAL), 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), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Image Perception Interaction (LS2N - équipe IPI), Laboratoire des Sciences du Numérique de Nantes (LS2N), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Centrale de Nantes (Nantes Univ - ECN), Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes université - UFR des Sciences et des Techniques (Nantes univ - UFR ST), Nantes Université - pôle Sciences et technologie, Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université - pôle Sciences et technologie, Nantes Université (Nantes Univ)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), and Nantes Université (Nantes Univ)

Subjects
head tracking, visualisation, comparison, 360 stimuli, toolbox, processing, [INFO]Computer Science [cs], toolbox gaze tracking head tracking 360 stimuli processing comparison visualisation, gaze tracking
Abstract

International audience; Eye tracking can serve as a gateway to studying the mind. For this reason it has been adopted by a diverse range of scientific communities. With the improvement of the quality of head-mounted virtual reality devices (HMDs) over the past 10 years, eye tracking has been added to capture gaze in immersive environments. The use of HMDs with eye tracking is increasing significantly and so is the need for a toolbox enabling consensus about eye tracking methods in 3D. We present the Salient360! toolbox: it implements functions to identify saccades and fixations and output gaze characteristics (e.g., fixation duration or saccade directions), to generate saliency maps, fixation maps, and scanpath data. It also implements routines made to compare gaze data that were adapted to 3D. We hope that this toolbox will spark discussions about the methodology of 3D gaze processing, facilitate running experiments, and improve the gaze study in 3D. https:// github.com/ David-Ef/ salient360Toolbox CCS CONCEPTS • Software and its engineering → Software libraries and repositories; • Human-centered computing → Visualization toolkits; • Information systems → Extraction, transformation and loading.

Published
2023

26. AJAR: An Argumentation-based Judging Agents Framework for Ethical Reinforcement Learning

Author

Alcaraz, Benoît, Boissier, Olivier, Chaput, Rémy, Leturc, Christopher, University of Luxembourg [Luxembourg], Laboratoire d'Informatique, de Modélisation et d'Optimisation des Systèmes (LIMOS), Ecole Nationale Supérieure des Mines de St Etienne (ENSM ST-ETIENNE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Clermont Auvergne (UCA)-Institut national polytechnique Clermont Auvergne (INP Clermont Auvergne), Université Clermont Auvergne (UCA)-Université Clermont Auvergne (UCA), Institut Henri Fayol (FAYOL-ENSMSE), École des Mines de Saint-Étienne (Mines Saint-Étienne MSE), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Systèmes Cognitifs et Systèmes Multi-Agents (SyCoSMA), 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), This work is partially funded by the French Région Auvergne Rhônes-Alpes (AURA), as part of the Ethics.AI project (Pack Ambition Recherche), and by the Luxembourg National Research Fund under Grant No. IS/14717072. We gratefully acknowledge support from the CNRS/IN2P3 Computing Center (Lyon — France) for providing computing and data-processing resources., and International Foundation for Autonomous Agents and Multiagent Systems

Subjects
Hybrid Neural-Symbolic Learning, Argumentation, Ethical Judgment, Artificial Moral Agent, Reinforcement Learning, Machine Ethics, [INFO.INFO-AI]Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI]
Abstract

International audience; An increasing number of socio-technical systems embedding Artificial Intelligence (AI) technologies are deployed, and questions arise about the possible impact of such systems onto humans. We propose a hybrid multi-agent Reinforcement Learning framework consists of learning agents that learn a task-oriented behaviour defined by a set of symbolic moral judging agents to ensure they respect moral values. This framework is applied on the problem of responsible energy distribution for smart grids.

Published
2023

27. Does a sparse ReLU network training problem always admit an optimum?

Author

Le, Quoc-Tung, Riccietti, Elisa, Gribonval, Rémi, 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), Optimisation, Connaissances pHysiques, Algorithmes et Modèles (OCKHAM), 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 Rhône-Alpin des systèmes complexes (IXXI), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), 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)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Inria Lyon, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), ANR-19-CHIA-0009,AllegroAssai,Algorithmes, Approximations, Parcimonie et Plongements pour l'IA(2019), 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), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rhône-Alpin des systèmes complexes (IXXI), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Réseaux dynamiques : approche structurelle et temporelle (DANTE), Parcimonie et Nouveaux Algorithmes pour le Signal et la Modélisation Audio (PANAMA), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-SIGNAUX ET IMAGES NUMÉRIQUES, ROBOTIQUE (IRISA-D5), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), and Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)

Subjects
FOS: Computer and information sciences, Sparse ReLU Neural Network, Computer Science - Neural and Evolutionary Computing, [INFO.INFO-NE]Computer Science [cs]/Neural and Evolutionary Computing [cs.NE], [MATH.MATH-FA]Mathematics [math]/Functional Analysis [math.FA], Topology, Functional Analysis (math.FA), Mathematics - Functional Analysis, Mathematics - Algebraic Geometry, Best Approximation Property, Optimization and Control (math.OC), FOS: Mathematics, Neural and Evolutionary Computing (cs.NE), [MATH.MATH-AG]Mathematics [math]/Algebraic Geometry [math.AG], [MATH.MATH-OC]Mathematics [math]/Optimization and Control [math.OC], Closedness, Mathematics - Optimization and Control, Algebraic Geometry (math.AG)
Abstract

Given a training set, a loss function, and a neural network architecture, it is often taken for granted that optimal network parameters exist, and a common practice is to apply available optimization algorithms to search for them. In this work, we show that the existence of an optimal solution is not always guaranteed, especially in the context of {\em sparse} ReLU neural networks. In particular, we first show that optimization problems involving deep networks with certain sparsity patterns do not always have optimal parameters, and that optimization algorithms may then diverge. Via a new topological relation between sparse ReLU neural networks and their linear counterparts, we derive -- using existing tools from real algebraic geometry -- an algorithm to verify that a given sparsity pattern suffers from this issue. Then, the existence of a global optimum is proved for every concrete optimization problem involving a shallow sparse ReLU neural network of output dimension one. Overall, the analysis is based on the investigation of two topological properties of the space of functions implementable as sparse ReLU neural networks: a best approximation property, and a closedness property, both in the uniform norm. This is studied both for (finite) domains corresponding to practical training on finite training sets, and for more general domains such as the unit cube. This allows us to provide conditions for the guaranteed existence of an optimum given a sparsity pattern. The results apply not only to several sparsity patterns proposed in recent works on network pruning/sparsification, but also to classical dense neural networks, including architectures not covered by existing results.

Published
2023

28. A toy model for approaching volcanic plumbing systems as complex systems

Author

Cazabet, Rémy, Annen, Catherine, Moyen, Jean-François, Weinberg, Roberto, Data Mining and Machine Learning (DM2L), 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), Institut Rhône-Alpin des systèmes complexes (IXXI), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Laboratoire Magmas et Volcans (LMV-ENSMSE), École des Mines de Saint-Étienne (Mines Saint-Étienne MSE), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-SPIN-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laboratoire Magmas et Volcans (LMV), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement et la société-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Clermont Auvergne (UCA)-Observatoire de Physique du Globe de Clermont-Ferrand (OPGC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Clermont Auvergne (UCA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Clermont Auvergne (UCA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement et la société-Université Clermont Auvergne (UCA)-Observatoire de Physique du Globe de Clermont-Ferrand (OPGC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Clermont Auvergne (UCA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Clermont Auvergne (UCA), Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM), and Monash University [Clayton]

Subjects
Complex system, Network science, [SDU.STU.VO]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Volcanology, [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph], [INFO.INFO-MO]Computer Science [cs]/Modeling and Simulation, Magmatic plumbing system
Abstract

International audience; Magmas form at depth, move upwards and evolve chemically through a combination of processes. Power-law relationships describe eruption magnitudes, frequencies, and durations. Such relationships are typical of non-linear and self-organised systems with critical points. A growing body of evidence indicates that several magma chambers connect before and during eruptions. In this work, we investigate the potential of the network approach through a prototype of magma pool interaction and magma transfer across the crust. In network terms, it describes a diffusion process on a dynamic spatial network, in which diffusion and network evolution are intertwined: the diffusion affects the network structure, and reciprocally. This model is a proof of concept where mechanisms are based on analogies: space and time are not realistic, the system is isothermal, etc. Nevertheless, it succeeds in showing that a system governed by the same mechanical rules and fed by a linear input of magma at the bottom, can result in nonlinear behaviors at the surface (e.g., episodic volcanic eruptions).

Published
2023

29. Elaboration and imprint consideration in HfZrO2 ferroelectric capacitors

Author

Bouaziz, Jordan, Segantini, Greta, Manchon, Benoît, Cañero Infante, Ingrid, Baboux, Nicolas, Bugnet, Matthieu, Rojo Romeo, Pedro, Deleruyelle, D., Vilquin, Bertrand, INL - Dispositifs Electroniques (INL - DE), Institut des Nanotechnologies de Lyon (INL), École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-École Supérieure de Chimie Physique Électronique de Lyon (CPE)-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), INL - Ingénierie et conversion de lumière (i-Lum) (INL - I-Lum), INL - Electronique (INL - ELEC), NamLab, European Project: 780302,EC | H2020 | RIA,3eFERRO(2018), and European Project: ECLAUSion

Subjects
[SPI]Engineering Sciences [physics], Oxide /oxide, Ferroelectric material, Thin film
Abstract

International audience

Published
2023

30. Privacy protection control for mobile apps users

Author

Sophie Cerf, Bogdan Robu, Nicolas Marchand, Sara Bouchenak, Centre de Recherche en Informatique, Signal et Automatique de Lille - UMR 9189 [CRIStAL], GIPSA - Modelling and Optimal Decision for Uncertain Systems [GIPSA-MODUS], GIPSA - COntrol, PErception, Robots, navigation and Intelligent Computing [GIPSA-COPERNIC], Institut National des Sciences Appliquées de Lyon [INSA Lyon], Laboratoire d'InfoRmatique en Image et Systèmes d'information [LIRIS], Distribution, Recherche d'Information et Mobilité [DRIM], 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), GIPSA - Modelling and Optimal Decision for Uncertain Systems (GIPSA-MODUS), GIPSA Pôle Automatique et Diagnostic (GIPSA-PAD), Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab), 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)-Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab), Université Grenoble Alpes (UGA), GIPSA - COntrol, PErception, Robots, navigation and Intelligent Computing (GIPSA-COPERNIC), GIPSA Pôle Sciences des Données (GIPSA-PSD), Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), 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), Distribution, Recherche d'Information et Mobilité (DRIM), and 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)

Subjects
Control and Systems Engineering, Applied Mathematics, control of computing systems location privacy differential-privacy modeling Sampled-Data Control, [INFO]Computer Science [cs], Electrical and Electronic Engineering, Computer Science Applications, [SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic
Abstract

International audience; Predominant in today society, mobile apps are rising as promising application systems for automatic control. An app can be viewed as a plant, processing input signals (queries, phone data, etc.) and generating outputs (such as a service or an answer). Guaranteeing that the app complies with a desired behavior is a major safety challenge. This work focuses on privacy issues for geolocated mobile apps. Many applications use the location data to provide a service (e.g., navigation, fitness) or to improve it (e.g., weather forecast, social media). This gain in service utility comes at the cost of personal data sharing. Such threat to user privacy can be leveraged by protection mechanisms, e.g., addition of noise to the location data. However, state-of-the-art techniques still lack means of ensuring both data utility and privacy in a dynamics utilization context. This paper presents the first non-linear analytical modeling followed by a control formulation for regulating the privacy level in a mobile app. The privacy is sensed using the well established notion of Point of Interest. Through modeling, we highlight the control challenges, namely the non-linearity and time-variance of the plant, its high sensibility to noise and the impact of the user's mobility pattern-seen a disturbance. A controller is designed, combining feedback with anticipation action. Evaluation is performed using mobility records from two real-world multi-users datasets. Our approach enables, with a unique and universal tuning, to robustly meet privacy objectives with preserved utility and negligible computational overhead. Control algorithm, experimental evaluation and analysis scripts are available online for reproducibility.

Published
2023

31. Fabrication of HfZrO2 ferroelectric capacitors and study of wake-up & imprint dynamics

Author

Vilquin, Bertrand, INL - Electronique (INL - ELEC), Institut des Nanotechnologies de Lyon (INL), École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-École Supérieure de Chimie Physique Électronique de Lyon (CPE)-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, NTNU Nano, European Project: 958174,M-ERA.NET NanOx4EStor, European Project: 780302,EC | H2020 | RIA,3eFERRO(2018), and European Project: ECLAUSion

Subjects
[SPI]Engineering Sciences [physics]
Abstract

International audience; The discovery of the ferroelectric orthorhombic phase in doped HfO2 gave a major boost to the interest for integrated ferroelectric oxides in the CMOS industry. Given its low crystallization temperature, HfZrO2 (HZO) is an excellent candidate for both front and back-end of line integration of ferroelectric Non-Volatile Memories or artificial synapses. Although promising demonstrations of have been disclosed, achieving minimum wake-up and imprint behavior remains a significant challenge. In this work, elaboration by sputtering of HZO films and wake-up & imprint dynamics are studied.

Published
2023

32. Tangible Interaction and Industrial Degrowth: Follow-up of a panel on environmental issues in tangible interfaces at ETIS 2022

Author

Letondal, Catherine, Tabard, Aurélien, Bornes, Laetitia, Esteves, Augusto, Hachet, Martin, Maquil, Valérie, Roudaut, Anne, Ecole Nationale de l'Aviation Civile (ENAC), Situated Interaction, Collaboration, Adaptation and Learning (SICAL), 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), ENAC, Université de Toulouse, France, Université de Lisbonne, Popular interaction with 3d content (Potioc), Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI), Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-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), Luxembourg Institute of Science and Technology (LIST), University of Bristol [Bristol], and Eleonora Mencarini

Subjects
industrial degrowth, eco-feedback, environmental awareness, mixed-reality, waste, [INFO]Computer Science [cs], fabrication, sustainability, situated visualization, hacking, tangible interaction, materials
Abstract

International audience; This position paper seeks to ground and outline a discussion on environmental issues related to tangible user interfaces. The discussion that we present here started during a panel on "Tangible Interaction and Industrial Degrowth" that took place during the ETIS European studio on tangible interaction in November 2022 [5]. The panel discussed the problem from various angles and took input from the participants of the studio in the form of an online mapping brainstorm. The topics covered ranged from environmental feedback aspects to low-tech alternatives, as well as systemic, methodological and regulation considerations. This position paper reports on the approaches that were discussed and, based on these first insights, suggests directions for sustainable tangible interaction.

Published
2023

33. Pilot Study: eye-tracking and skin conductance to monitor task engagement during bimodal neurofeedback

Author

Fragueiro, Agustina, Debroize, Renè-Paul, Coutrot, Antoine, Bannier, Elise, Cury, Claire, Neuroimagerie: méthodes et applications (EMPENN), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-SIGNAL, IMAGE ET LANGAGE (IRISA-D6), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), 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), Situated Interaction, Collaboration, Adaptation and Learning (SICAL), 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), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CHU Pontchaillou [Rennes], Inria - Exploratory Action 2021, and IEEE Signal Processing Society and the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society

Subjects
eye-tracking, skin conductance, [SDV.NEU.PC]Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC]/Psychology and behavior, task engagement, [SCCO.NEUR]Cognitive science/Neuroscience, [SDV]Life Sciences [q-bio], [SCCO.PSYC]Cognitive science/Psychology, [SCCO.COMP]Cognitive science/Computer science, neurofeedback, [INFO.INFO-HC]Computer Science [cs]/Human-Computer Interaction [cs.HC]
Abstract

International audience; Neurofeedback (NF) is becoming a feasible brain training technique with a potential in rehabilitation for a broad range of brain disorders. However, there is high variability in NF efficacy with a big proportion of participants failing to regulate their own brain activity. We propose to use eye-tracking (ET) and skin conductance (SC) tools to identify attention and arousal features, with the aim of monitoring real-time changes in task engagement during bimodal EEG-fMRI NF in our forthcoming work.

Published
2023

34. Femtosecond laser induced creation of G and W-centers in silicon-on-insulator substrates

Author

Quard, Hugo, Khoury, Mario, Wang, Andong, Herzig, Tobias, Meijer, Jan, Pezzagna, Sébastien, Cueff, Sébastien, Grojo, David, Abbarchi, Marco, Nguyen, Hai Son, Chauvin, Nicolas, Wood, Thomas, INL - Matériaux Fonctionnels et Nanostructures (INL - MFN), Institut des Nanotechnologies de Lyon (INL), École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-École Supérieure de Chimie Physique Électronique de Lyon (CPE)-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), INL - Ingénierie et conversion de lumière (i-Lum) (INL - I-Lum), Institut des Matériaux, de Microélectronique et des Nanosciences de Provence (IM2NP), Aix Marseille Université (AMU)-Université de Toulon (UTLN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Lasers, Plasmas et Procédés photoniques (LP3), Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Universität Leipzig, ANR-15-CE24-0027,ULYSSES,Émetteurs de lumière quantique et classique en silicium: Impuretés et défauts complexes pour la nanophotonique(2015), ANR-18-CE47-0013,OCTOPUS,Qubits de spin adressables optiquement dans le silicium 28(2018), European Project: 828890,NARCISO, and European Project: 724480,European Union’s Horizon 2020 research and innovation program,EXSEED(2017)

Subjects
Femtosecond laser, Quantum Physics, fluorescent defects in silicon, [SPI.OPTI]Engineering Sciences [physics]/Optics / Photonic, FOS: Physical sciences, Telecom band, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, Quantum Physics (quant-ph), Optics (physics.optics), Physics - Optics
Abstract

The creation of fluorescent defects in silicon is a key stepping stone towards assuring the integration perspectives of quantum photonic devices into existing technologies. Here we demonstrate the creation, by femtosecond laser annealing, of W and G-centers in commercial silicon on insulator (SOI) previously implanted with 12C+ ions. Their quality is comparable to that found for the same emitters obtained with conventional implant processes; as quantified by the photoluminescence radiative lifetime, the broadening of their zero-phonon line (ZPL) and the evolution of these quantities with temperature. In addition to this, we show that both defects can be created without carbon implantation and that we can erase the G-centers by annealing while enhancing the W-centers' emission. These demonstrations are relevant to the deterministic and operando generation of quantum emitters in silicon., 8 pages, 4 figures

Published
2023

35. MBE-growth of hex-Ge shells

Author

Dudko, Iuliia, Dursap, Thomas, Lamirand, Anne, Botella, Claude, Regreny, Philippe, Danescu, Alexandre, Brottet, Solène, Bugnet, Matthieu, Walia, Sumeet, Chauvin, Nicolas, Penuelas, Jose, INL - Matériaux Fonctionnels et Nanostructures (INL - MFN), Institut des Nanotechnologies de Lyon (INL), École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-École Supérieure de Chimie Physique Électronique de Lyon (CPE)-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), Royal Melbourne Institute of Technology University (RMIT University), INL - Plateforme Technologique Nanolyon (INL - Nanolyon), Matériaux, ingénierie et science [Villeurbanne] (MATEIS), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), ANR-10-LABX-0064,Imust,Institut for Multiscale Science and Technology : from Fundamental Physics and Chemistry to Engineering in New Material and Processes and Ecotechnologies(2010), ANR-17-CE30-0014,HEXSIGE,Propriétés de la phase hexagonale 2H du Ge et Si(2017), and European Project: ECLAUSion

Subjects
Hexagonal Germanium, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Molecular Beam Epitaxy, Semiconductor Nanowires
Abstract

International audience

Published
2023

36. Controlling Wasserstein Distances by Kernel Norms with Application to Compressive Statistical Learning

Author

Vayer, Titouan, Gribonval, Rémi, Optimisation, Connaissances pHysiques, Algorithmes et Modèles (OCKHAM), 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 Rhône-Alpin des systèmes complexes (IXXI), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), 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)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Inria Lyon, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), ANR-19-CHIA-0009,AllegroAssai,Algorithmes, Approximations, Parcimonie et Plongements pour l'IA(2019), ANR-16-IDEX-0005,IDEXLYON,IDEXLYON(2016), 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), 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-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-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, Réseaux dynamiques : approche structurelle et temporelle (DANTE), 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), and Université de Lyon-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Institut Rhône-Alpin des systèmes complexes (IXXI)

Subjects
FOS: Computer and information sciences, Inverse problems, Computer Science - Machine Learning, Statistical Learning, [STAT.ML]Statistics [stat]/Machine Learning [stat.ML], Statistics - Machine Learning, Kernel norms, Optimal Transport, Machine Learning (stat.ML), Machine Learning (cs.LG)
Abstract

International audience; Comparing probability distributions is at the crux of many machine learning algorithms. Maximum Mean Discrepancies (MMD) and Wasserstein distances are two classes of distances between probability distributions that have attracted abundant attention in past years. This paper establishes some conditions under which the Wasserstein distance can be controlled by MMD norms. Our work is motivated by the compressive statistical learning (CSL) theory, a general framework for resource-efficient large scale learning in which the training data is summarized in a single vector (called sketch) that captures the information relevant to the considered learning task. Inspired by existing results in CSL, we introduce the Hölder Lower Restricted Isometric Property and show that this property comes with interesting guarantees for compressive statistical learning. Based on the relations between the MMD and the Wasserstein distances, we provide guarantees for compressive statistical learning by introducing and studying the concept of Wasserstein regularity of the learning task, that is when some task-specific metric between probability distributions can be bounded by a Wasserstein distance.

Published
2023

37. Electrical Behavior of Vertical Pt/Au Schottky Diodes on GaN Homoepitaxy

Author

Maroun Dagher, Camille Sonneville, Georges Brémond, Dominique Planson, Eric Frayssinet, Yvon Cordier, Helge Haas, Mohammed Reda Iretki, Julien Buckley, Vishwajeet Maurya, Matthew Charles, Jean-Marie Bluet, Institut des Nanotechnologies de Lyon (INL), École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-École Supérieure de Chimie Physique Électronique de Lyon (CPE)-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), Ampère, Département Energie Electrique (EE), Ampère (AMPERE), 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), INL - Matériaux Fonctionnels et Nanostructures (INL - MFN), 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), Centre de recherche sur l'hétéroepitaxie et ses applications (CRHEA), Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (CEA-LETI), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), and GaNeX Labex

Subjects
[PHYS]Physics [physics], Materials Chemistry, Surfaces and Interfaces, Electrical and Electronic Engineering, Condensed Matter Physics, Surfaces, Coatings and Films, Electronic, Optical and Magnetic Materials
Abstract

International audience; Schottky barrier diodes on GaN on GaN substrates are fabricated for the purposeof material and technology characterization. The epitaxial layers are grown byMOCVD. I–V measurements as a function of the temperature in the range80–480 K show ideality factor (n) and barrier height (ϕB) variations not following athermionic (TE) model. Consequently, barrier height fluctuations are considered.In the temperature range 280–480 K, an average barrier height of 1.31 eV with arelatively large standard deviation (σ) of 0.15 eV is extracted using this model. Then(T ) variation is also analyzed in order to extract the field sensibility of 1) themean barrier height variation (ρ2 = -0.1) and 2) the barrier height standarddeviation (ρ3 = -15mV). The corrected Richardson plot usingϕB and σ values islinear and gives a Richardson constant of 31.5 A cm² K² close to the theoreticalvalue of 26.4 A cm² K². For a deeper understanding of ϕB fluctuation origins,micro-Raman mapping of the epitaxial layers and deep-level transient spectroscopy(DLTS) are used. μ-RS mappings show compressive strain for diodeshaving suffered electrical breakdown. DLTS analysis shows the presence of ninelevels whose signatures are extracted and nature discussed.

Published
2023

38. Energy-efficient in-situ monitoring using on-device and distributed learning

Author

Bonneau, Antoine, Le Mouël, Frédéric, Mieyeville, Fabien, Dynamic Software and Distributed Systems (DYNAMID), 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), 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), Institut des Nanotechnologies de Lyon (INL), Université de Lyon-École Supérieure de Chimie Physique Électronique de Lyon (CPE)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), and Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
On-device Learning, Ambient intelligence, [INFO]Computer Science [cs], Federated Learning, Sensor
Abstract

National audience; The utilization of miniaturized sensors that are cost-effective and possess enhanced computational power has emerged as a preferred solution for field monitoring due to their energy efficiency. However, the conventional approach of centralizing data processing in the Cloud exhibits limitations concerning energy consumption and environmental sustainability. In light of these concerns, it seems feasible to leverage Machine Learning algorithms directly on IoT devices for field monitoring while minimizing energy expenses. This objective can be attained through diverse optimization approaches, including but not limited to, regulating sensing parameters and employing Federated Learning in a Wireless Sensor Network.

Published
2023

39. Engineering the nano and micro structures of sputtered HfZrO2 thin films

Author

Bouaziz, Jordan, Segantini, Greta, Manchon, Benoît, Barhoumi, Rabei, Cañero Infante, Ingrid, Deleruyelle, Damien, Baboux, Nicolas, Rojo Romeo, Pedro, Vilquin, Bertrand, INL - Electronique (INL - ELEC), Institut des Nanotechnologies de Lyon (INL), École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-École Supérieure de Chimie Physique Électronique de Lyon (CPE)-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, INL - Dispositifs Electroniques (INL - DE), INL - Ingénierie et conversion de lumière (i-Lum) (INL - I-Lum), European Project: 780302,EC | H2020 | RIA,3eFERRO(2018), and European Project: 958174,M-ERA.NET NanOx4EStor

Subjects
[SPI]Engineering Sciences [physics]
Abstract

International audience; We focus on (Hf,Zr)O2 thin films deposition for the capacitor of FRAM in the 1T-1C. (Hf,Zr)O2 thin films are studied to either fully understand the stabilization of the ferroelectric phase or to fit with industrial requirements. Changing the pressure in our sputtering chamber during the room temperature deposition lead to the deposition of crystalline or amorphous films. After a Rapid Thermal Annealing, only the amorphous films crystallize in the ferro-phase [1]. Samples are stacks of Si/TiN/Hf0.5Zr0.5O/TiN/Pt. The samples are called NM, and M: NM and M refers to two different architectures, respectively non-mesa and mesa structures [2]. The set-up for electrical measurements have been described in reference [3]. We report the fabrication of two samples deposited by magnetron sputtering with excellent performances, quite similar to samples deposited by ALD. Pr values are among the highest for samples deposited by sputtering. Although the N-sample and NM-samples show very close Pr values, the two samples show completely different electrical behaviors. During cycling, the increase of Pr value for the NM-sample is more than an order of magnitude higher than the M-sample. It is accompanied by a decrease of the endurance which is two order of magnitude higher for the NM-sample than for the M-sample. The origins of the different electrical behaviors come from the micro-crystalline structures of the two samples, according to GIXRD results. The crystallization takes place during the annealing step. It induces different stress states which lead to two different micro-crystalline patterning. The M-sample shows no monoclinic peak, whereas the NM-sample shows many monoclinic orientations. It can explain the huge reduction of the wake-up effect.[1] J. Bouaziz et al. JVST B 37, 021203 (2019).[2] J. Bouaziz et al. ACS Appl. Electron. Mater. 1, 1740 (2019).[3] J. Bouaziz et al. APL Mater. 7, 081109 (2019).

Published
2023

40. Interface engineering between HfZrO2 thin films and electrodes for enhanced ferroelectricity

Author

Segantini, Greta, Barhoumi, Rabei, Manchon, Benoît, Canero Infante, Ingrid, Bugnet, Mathieu, Rojo Romeo, Pedro, Deleruyelle, Damien, Sriram, Sharath, Vilquin, Bertrand, INL - Electronique (INL - ELEC), Institut des Nanotechnologies de Lyon (INL), École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-École Supérieure de Chimie Physique Électronique de Lyon (CPE)-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, Royal Melbourne Institute of Technology University (RMIT University), Laboratoire Nanotechnologies et Nanosystèmes [Sherbrooke] (LN2), Université de Sherbrooke (UdeS)-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université de Lyon-École Supérieure de Chimie Physique Électronique de Lyon (CPE)-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 Grenoble Alpes (UGA), INL - Dispositifs Electroniques (INL - DE), INL - Ingénierie et conversion de lumière (i-Lum) (INL - I-Lum), IPCEI NANO 2022, European Project: 780302,EC | H2020 | RIA,3eFERRO(2018), European Project: ECLAUSion, and European Project: 958174,M-ERA.NET NanOx4EStor

Subjects
[SPI]Engineering Sciences [physics]
Abstract

International audience; Keeping the miniaturisation pace in the modern semiconductor technology, while chasing an increased computing efficiency, has stimulated the research to focus on novel computing paradigms. One of these is neuromorphic engineering, which aims at the physical implementation of devices mimicking biological neuron and synapses. In this context, memristors based on ferroelectric material are promising candidates to implement synaptic functions. For instance ferroelectric tunnel junction (FTJ) memristors, based on HfZrO2 (HZO) have shown synaptic learning abilities [1]. In addition, HZO processes are already fully compatible with the CMOS industry, with oxide layers thinner than 10 nm. In this work we present a comparative study of different HZO-based FTJs. By interface engineering, we aimed at improving the structural and electrical performances of ultra-thin ferroelectric HZO films. The HZO was synthesized by magnetron sputtering from a Hf0.5Zr0.5O2 ceramic target and subsequently crystallized by rapid thermal annealing [2]. We compared the structural properties and the electrical performances of sub-8 nm HZO layers sandwiched between bottom and top electrodes made of titanium nitride or tungsten. Furthermore, we probed the effect on the ferroelectric properties of HZO of the insertion of an ultra-thin titanium layer at the electrode/HZO interface. The microstructure and the chemical properties of HZO were investigated by means of glancing incidence X-ray diffraction, transmission electron microscopy, and electron energy loss spectroscopy. Electrical characterization was conducted using the positive-up-negative-down-technique and by the acquisition of current vs voltage characteristics. We propose optimized stacks with enhanced ferroelectricity, which are considered for the implementation of FTJs, and for the demonstration of synaptic learning mechanisms for neuromorphic applications [3].[1] L. Chen et al. Nanoscale, vol. 10, no. 33, pp. 15826–15833, 2018.[2] J. Bouaziz et al., ACS Applied Electronic Materials 1 (9), 1740-1745, 2019.[3] G. Segantini et al., physica status solidi (RRL)–Rapid Research Letters, 2100583, 2022.

Published
2023

41. Hexagonal Ge on self-assisted GaAs Nanowires in MBE

Author

Dudko, Iuliia, Dursap, Thomas, Lamirand, Anne, Botella, Claude, Regreny, Philippe, Danescu, Alexandre, Brottet, Solène, Bugnet, Matthieu, Walia, Sumeet, Chauvin, Nicolas, Penuelas, Jose, INL - Matériaux Fonctionnels et Nanostructures (INL - MFN), Institut des Nanotechnologies de Lyon (INL), École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-École Supérieure de Chimie Physique Électronique de Lyon (CPE)-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), Royal Melbourne Institute of Technology University (RMIT University), INL - Plateforme Technologique Nanolyon (INL - Nanolyon), Matériaux, ingénierie et science [Villeurbanne] (MATEIS), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), ANR-10-LABX-0064,Imust,Institut for Multiscale Science and Technology : from Fundamental Physics and Chemistry to Engineering in New Material and Processes and Ecotechnologies(2010), ANR-17-CE30-0014,HEXSIGE,Propriétés de la phase hexagonale 2H du Ge et Si(2017), and European Project: ECLAUSion

Subjects
Hexagonal Germanium, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Molecular Beam Epitaxy, Semiconductor Nanowires
Abstract

National audience

Published
2023

42. (Sub)linear Kernels for Edge Modification Problems Toward Structured Graph Classes

Author

Gabriel Bathie, Nicolas Bousquet, Yixin Cao, Yuping Ke, Théo Pierron, École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon), Graphes, AlgOrithmes et AppLications (GOAL), 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), Department of Computing, Polytechnic University, Hong Kong, RGC grant 15201317, RGC grant 15226116, NSFC grant 61972330, and ANR-18-CE40-0032,GrR,Reconfiguration de Graphes(2018)

Subjects
General Computer Science, Applied Mathematics, kernelization, split graphs, (sub)linear kernels, graph editing, [INFO]Computer Science [cs], Computer Science Applications
Abstract

International audience; In a (parameterized) graph edge modification problem, we are given a graph G, an integer k and a (usually well-structured) class G of graphs, and asked whether it is possible to transform G into a graph G ′ ∈ G by adding and/or removing at most k edges. Parameterized graph edge modification problems received considerable attention in the last decades. In this paper, we focus on finding small kernels for edge modification problems. One of the most studied problems is the Cluster Editing problem, in which the goal is to partition the vertex set into a disjoint union of cliques. Even if a 2k-vertex kernel exists for Cluster Editing, this kernel does not reduce the size of the instance in most cases. Therefore, we explore the question of whether linear kernels are a theoretical limit in edge modification problems, in particular when the target graph class is very structured (such as a partition into cliques for instance). We prove, as far as we know, the first sublinear kernel for an edge modification problem. Namely, we show that Clique + Independent Set Deletion, which is a restriction of Cluster Deletion, admits a kernel of size O(k/ log k). We also obtain small kernels for several other edge modification problems. We first show that Cluster Deletion admits a 2k-vertex kernel as Cluster Editing, improving the previous 4kvertex kernel. We prove that (Pseudo-)Split Completion (and the equivalent (Pseudo-)Split Deletion) admits a linear kernel, improving the existing quadratic kernel. We also prove that Trivially Perfect Completion admits a quadratic kernel (improving the cubic kernel), and finally prove that its triangle-free version (Starforest Deletion) admits a linear kernel, which is optimal under the Exponential Time Hypothesis.

Published
2022

43. Anisotropy and stratification effects in the dynamics of fast rotating compressible fluids

Author

Edoardo Bocchi, Francesco Fanelli, Christophe Prange, Équations aux dérivées partielles, analyse (EDPA), 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)-École Centrale de Lyon (ECL), and Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Physics::Fluid Dynamics, Mathematics - Analysis of PDEs, 35Q86, 35Q30, 76D50, 76N10, 35B40, 76M45, Applied Mathematics, FOS: Mathematics, [MATH.MATH-AP]Mathematics [math]/Analysis of PDEs [math.AP], Mathematical Physics, Analysis, Analysis of PDEs (math.AP)
Abstract

The primary goal of this paper is to develop robust methods to handle two ubiquitous features appearing in the modeling of geophysical flows: (i) the anisotropy of the viscous stress tensor, (ii) stratification effects. We focus on the barotropic Navier-Stokes equations with Coriolis and gravitational forces. Two results are the main contributions of the paper. Firstly, we establish a local well-posedness result for finite-energy solutions, via a maximal regularity approach. This method allows us to circumvent the use of the effective viscous flux, which plays a key role in the weak solutions theories of Lions-Feireisl and Hoff, but seems to be restricted to isotropic viscous stress tensors. Moreover, our approach is sturdy enough to take into account non constant reference density states; this is crucial when dealing with stratification effects. Secondly, we study the structure of the solutions to the previous model in the regime when the Rossby, Mach and Froude numbers are of the same order of magnitude. We prove an error estimate on the relative entropy between actual solutions and their approximation by a large-scale quasi-geostrophic flow supplemented with Ekman boundary layers. Our analysis holds for a large class of barotropic pressure laws.

Published
2022

44. Differential Flatness-Based, Full-Order Nonlinear Control of a Modular Multilevel Converter (MMC)

Author

Francois Wallart, Jean-Yves Gauthier, Xuefang Lin-Shi, Pierre-Baptiste Steckler, Ampère, Département Automatique pour l'Ingénierie des Systèmes (AIS), 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), and SuperGrid Institute SAS

Subjects
0209 industrial biotechnology, Power transmission, multilevel inverter, trajectory planning, Computer science, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, Topology (electrical circuits), 02 engineering and technology, Nonlinear control, AC power, state-input linearization, 020901 industrial engineering & automation, Control and Systems Engineering, Robustness (computer science), Linearization, Control theory, modular multilevel converter (MMC), power converter, Flatness, high-voltage direct current (HVdc), nonlinear control, Electrical and Electronic Engineering, Power control, Parametric statistics
Abstract

International audience; Modular multilevel converter (MMC) is an attractive topology in industrial applications such as high-voltage direct current (HVdc) transmission system where fast power control is required. The most conventional control method for MMC uses cascaded structures, where the power transmission and internal energy dynamic (outer loops) is limited by the ``frequency separation'' constraints since the dynamic choice of the currents (inner loops) must consider the tradeoff between rapidity and robustness. In this article, we present a new control method based on a differential flatness theory. The main interest of the proposed control is the possibility to obtain a very high dynamic performance of the MMC power flow, even under noisy measurements and parametric disturbances. Using the well-known average model of the MMC, a flat output is proposed, proving the differential flatness property of the MMC. Trajectory tracking controllers of ac grid active and reactive power are proposed using input-state full-order linearization. Simulation results, including losses corresponding to a realistic case of on-shore, point-to-point HVdc interconnection, are presented to show the performance of the proposed control scheme even with strong measurement noise.

Published
2022

45. Ghost Lineages Highly Influence the Interpretation of Introgression Tests

Author

Damien M. de Vienne, Eric Tannier, Théo Tricou, 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), 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 Lyon, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), ANR-18-CE02-0007,STHORIZ,DETECTION DE LA DIVERSITÉ ÉTEINTE ET INCONNUE À L'AIDE DES TRANSFERTS HORIZONTAUX(2018), and ANR-19-CE45-0010,Evoluthon,La vie articifielle comme banc d'essai pour l'évolution moléculaire(2019)

Subjects
Gene Flow, 0106 biological sciences, Gene Transfer, Horizontal, introgression, Introgression, ABBA–BABA, Biology, 010603 evolutionary biology, 01 natural sciences, D-statistic, Interpretation (model theory), Gene flow, 03 medical and health sciences, Probability of error, Genetics, Phylogeny, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, 030304 developmental biology, 0303 health sciences, [SDV.BID.EVO]Life Sciences [q-bio]/Biodiversity/Populations and Evolution [q-bio.PE], ghost lineage, simulation, [SDV.BIBS]Life Sciences [q-bio]/Quantitative Methods [q-bio.QM], Biological Evolution, Evolutionary biology, Simulated data, Horizontal gene transfer, Outgroup, Hybridization, Genetic, Identification (biology)
Abstract

Most species are extinct, those that are not are often unknown. Sequenced and sampled species are often a minority of known ones. Past evolutionary events involving horizontal gene flow, such as horizontal gene transfer, hybridization, introgression, and admixture, are therefore likely to involve “ghosts,” that is extinct, unknown, or unsampled lineages. The existence of these ghost lineages is widely acknowledged, but their possible impact on the detection of gene flow and on the identification of the species involved is largely overlooked. It is generally considered as a possible source of error that, with reasonable approximation, can be ignored. We explore the possible influence of absent species on an evolutionary study by quantifying the effect of ghost lineages on introgression as detected by the popular D-statistic method. We show from simulated data that under certain frequently encountered conditions, the donors and recipients of horizontal gene flow can be wrongly identified if ghost lineages are not taken into account. In particular, having a distant outgroup, which is usually recommended, leads to an increase in the error probability and to false interpretations in most cases. We conclude that introgression from ghost lineages should be systematically considered as an alternative possible, even probable, scenario. [ABBA–BABA; D-statistic; gene flow; ghost lineage; introgression; simulation.]

Published
2022

46. First passage time density of an Ornstein–Uhlenbeck process with broken drift

Author

Ankirchner, Stefan, Blanchet-Scalliet, Christophette, Dorobantu, Diana, Gay, Laura, 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), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Probabilités, statistique, physique mathématique (PSPM), 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), Laboratoire de Sciences Actuarielle et Financière (SAF), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon, Université de Lyon, UJML3, IAE Lyon, Magellan ou University of Lyon, UJML3, iaelyon School of Management, Magellan, Friedrich-Schiller-Universität = Friedrich Schiller University Jena [Jena, Germany], 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 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, Laboratoire de Recherche Magellan, Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut d'Administration des Entreprises (IAE) - Lyon, PHC PROCOPE 2018 PROJET 40516WA Statistics and dynamic control of risk measures, Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and 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)

Subjects
first passage time density, [MATH.MATH-PR]Mathematics [math]/Probability [math.PR], Statistics and Probability, Laplace transform, Applied Mathematics, Modeling and Simulation, piecewise-linear drift, Fokker-Planck equation, Ornstein-Uhlenbeck process, joint law of the running supremum and endpoint
Abstract

International audience; We consider an Ornstein-Uhlenbeck process with different drift rates below and above zero. We derive an analytic expression for the density of the first time, where the process hits a given level. The passage time density is linked to the joint law of the process and its running supremum, and we also provide an analytic formula of the joint density / distribution function. Results from a numerical experiment reveal that our formulas allow to numerically evaluate the joint law and the density of the first passage time faster than a simulation based method.

Published
2022

47. Robust Fixed-Time Stability: Application to Sliding-Mode Control

Author

Vincent Léchappé, Emmanuel Bernuau, Emmanuel Moulay, Franck Plestan, Systèmes et Réseaux Intelligents (XLIM-SRI), XLIM (XLIM), Université de Limoges (UNILIM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Limoges (UNILIM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Ampère, Département Automatique pour l'Ingénierie des Systèmes (AIS), 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), 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 pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-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)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Paris-Saclay Food and Bioproduct Engineering (SayFood), AgroParisTech-Université Paris-Saclay-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Laboratoire des Sciences du Numérique de Nantes (LS2N), Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-École Centrale de Nantes (ECN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), 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), IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), and Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-École Centrale de Nantes (ECN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
0209 industrial biotechnology, Sliding mode control, 020208 electrical & electronic engineering, Robust control, Scalar (physics), Fixed-time stability, 02 engineering and technology, Stability (probability), Computer Science Applications, Second order systems, Nonlinear system, 020901 industrial engineering & automation, Control and Systems Engineering, Control theory, Fixed time, [INFO.INFO-AU]Computer Science [cs]/Automatic Control Engineering, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Electrical and Electronic Engineering, Constant (mathematics), Mathematics
Abstract

International audience; This article deals with robust fixed-time stability and stabilization. First, new global robust fixed-time stability results are proposed for scalar systems by using constant and variable exponent coefficients. Then, they are applied to global robust fixed-time stabilization of a class of uncertain nonlinear second order systems by using sliding mode control. All the results are illustrated in simulation.

Published
2022

48. SECURE-GEGELATI Always-On Intrusion Detection through GEGELATI Lightweight Tangled Program Graphs

Author

Nicolas Sourbier, Karol Desnos, Thomas Guyet, Frédéric Majorczyk, Olivier Gesny, Maxime Pelcat, Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Institut d'Électronique et des Technologies du numéRique (IETR), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Nantes Université - pôle Sciences et technologie, Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ), 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), Silicom, Confidentialité, Intégrité, Disponibilité et Répartition (CIDRE), CentraleSupélec-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-SYSTÈMES LARGE ÉCHELLE (IRISA-D1), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Université de Nantes (UN)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Large Scale Collaborative Data Mining (LACODAM), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-GESTION DES DONNÉES ET DE LA CONNAISSANCE (IRISA-D7), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre Electronique de l'Armement [Bruz] (CELAR / DGA), Ministère de la Défense, and SILICOM

Subjects
[INFO.INFO-CR]Computer Science [cs]/Cryptography and Security [cs.CR], [SPI]Engineering Sciences [physics], Real-time processing, Hardware and Architecture, Control and Systems Engineering, Modeling and Simulation, Tangled program graphs intelligence, Signal Processing, Network security, Cyber security, Network intrusion detection, Information Systems, Theoretical Computer Science
Abstract

International audience; The fast improvement of Machine-Learning (ML) methods gives rise to new attacks in Information System (IS). Simultaneously, ML also creates new opportunities for network intrusion detection. Early network intrusion detection is a valuable asset for IS security, as it fosters early deployment of countermeasures and reduces the impact of attacks on system availability.This paper proposes and studies an anomaly-based Network Intrusion Detection System (NIDS) based on Tangled Program Graphs (TPGs) M%achine Learning (ML) and called Secure-Gegelati. Secure-Gegelati learns how to detect intrusions from IS-produced traces and is optimized to fit the requirements of intrusion detection. The study evaluates the capacity of Secure-Gegelati to act as a continuously learning, real-time, and low energy NIDS when executed in an embedded network probe. We show that a TPG is capable of switching between training and inference phases, new training phases enriching the probe knowledge with limited degradation of previous intrusion detection capabilities. The Secure-Gegelati software reaches 8x the energy efficiency of an optimized Random Forest (RF)-based Intrusion Detection System (IDS) on the same platform. It is capable of processing 13.2 kconnections/seconds with a peak power of less than 3.3Watts on an embedded platform, and is processing in real-time the CIC-IDS 2017 dataset while detecting 84% of intrusions and raising less than 0.2% of false alarms.

Published
2022

49. GREENHOME: A Household Energy Consumption and CO 2 Footprint Metering Environment

Author

Genoveva Vargas-Solar, Maysaa Khalil, Javier A. Espinosa-Oviedo, José-Luis Zechinelli-Martini, Base de Données (BD), 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), Environnement de Réseaux Autonomes (ERA), Laboratoire Informatique et Société Numérique (LIST3N), Université de Technologie de Troyes (UTT)-Université de Technologie de Troyes (UTT), Entrepôts, Représentation et Ingénierie des Connaissances (ERIC), Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon, Universidad de las Américas [Puebla] (UDLAP), TU Delft, 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), and Université de Technologie de Troyes (UTT)

Subjects
[INFO.INFO-DB]Computer Science [cs]/Databases [cs.DB], Computer Networks and Communications, 020209 energy, Energy metering, 02 engineering and technology, 010501 environmental sciences, 7. Clean energy, 01 natural sciences, smart analytics, 13. Climate action, Architecture, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Information systems, InformationSystems_MISCELLANEOUS, 0105 earth and related environmental sciences
Abstract

This article presents the GREENHOME environment, a toolkit providing several data analytical tools for metering household energy consumption and CO 2 footprint under different perspectives. GREENHOME enables a multi-perspective analysis of household energy consumption and CO 2 footprint using and combining several variables through various statistics and data mining algorithms. To test GREENHOME, the article reports on experiments conducted for modelling and forecasting energy consumption and CO 2 footprint in the context of the Triple-A European project.

Published
2022

50. Analysis of a tripartite entanglement distribution switch

Author

Philippe Nain, Gayane Vardoyan, Saikat Guha, Don Towsley, 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, Technische Universiteit Delft (TU Delft), University of Arizona, University of Massachusetts [Amherst] (UMass Amherst), University of Massachusetts System (UMASS), École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), 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)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Network Engineering and Operations (NEO ), 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), Inria-SIC [Sophia Antipolis], Delft University of Technology (TU Delft), École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), 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)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-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)-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)-Institut Rhône-Alpin des systèmes complexes (IXXI), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-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 Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), Université de Lyon-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)

Subjects
[INFO.INFO-NI]Computer Science [cs]/Networking and Internet Architecture [cs.NI], Computational Theory and Mathematics, Quantum switch, Markov process, Queueing, Quantum Physics, Management Science and Operations Research, Boundary value problem, Computer Science Applications
Abstract

International audience; We study a quantum switch that distributes tripartite entangled states to sets of users. The entanglement switching process requires two steps: first, each user attempts to generate bipartite entanglement between itself and the switch; and second, the switch performs local operations and a measurement to create multipartite entanglement for a set of three users. In this work, we study a simple variant of this system, wherein the switch has infinite memory and the links that connect the users to the switch are identical. This problem formulation is of interest to several distributed quantum applications, while the technical aspects of this work result in new contributions within queueing theory. The state of the system is modeled as continuous time Markov chain (CTMC) and performance metrics of interest (probability of an empty system, switch capacity, expectation and variance of the number of qubit-pairs stored) are computed via the solution of a two-dimensional functional equation obtained by reducing it to a boundary value problem on a closed curve. This work is a follow up of [28] where a switch distributing entangled multipartite states to sets of users was studied but only the switch capacity and the expected number of stored qubits were derived.

Published
2022

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