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TIN2016-78410-R. Techniques d'optimisation métaheuristiques appliquées à la santé (TOMAS - MORPH)

[vc_row][vc_column][vc_tta_accordion shape=»square» c_icon=»chevron» c_position=»right» active_section=»» no_fill=»true» collapsible_all=»true»][vc_tta_section title=»Resumen» tab_id=»resumen»][vc_column_text]
Le rythme effréné de la vie moderne, où les personnes de tous genres travaillent et se déplacent constamment, laisse souvent peu de temps pour se procurer et préparer des aliments de qualité. Ce manque de temps, associé à une activité physique insuffisante, entraîne une forte augmentation du surpoids et de l'obésité au sein de la population, des problèmes qui ne cessent de croître ces dernières années. Par conséquent, ce projet vise à étudier et à proposer des extensions et des améliorations aux modèles d'optimisation multi-objectifs et à les appliquer à la planification de menus sains et équilibrés. La résolution de ce problème est pratiquement impossible avec les techniques classiques de recherche opérationnelle pour les grandes instances comportant de nombreux attributs. C'est pourquoi l'utilisation d'algorithmes évolutionnaires multi-objectifs est proposée. Parmi les avantages de ces stratégies de résolution, on peut citer : leur capacité à générer une approximation du front de Pareto dès les premières générations ; leur indépendance vis-à-vis des propriétés mathématiques des fonctions objectives et des contraintes ; et leur dépendance polynomiale à la taille de l'instance. Il est donc nécessaire de concevoir et de mettre en œuvre différents systèmes de codage, heuristiques et métaheuristiques afin de déterminer la solution la plus performante. L'utilisation de différentes techniques sera testée en parallèle, avec une attention particulière portée à l'allocation de ressources de calcul supplémentaires aux algorithmes les plus performants. Ceci facilitera et accélérera le processus de recherche, car, outre un bon rapport qualité-temps, cela évitera la vérification manuelle systématique de chaque algorithme. Ce projet marque le début d'une collaboration avec la Direction générale de la santé publique du gouvernement des îles Canaries, dont les missions comprennent l'élaboration et la mise en œuvre de plans, de programmes et d'actions dans les domaines de la santé environnementale, de l'hygiène alimentaire et de la réglementation pharmaceutique. Parmi ses initiatives figure le programme « Éco-cantines scolaires des îles Canaries », promu et coordonné par l'Institut canarien de la qualité agroalimentaire (ICCA), en collaboration avec la Direction générale de la planification, de l'innovation et de la promotion de l'éducation du ministère de l'Éducation, des Universités et du Développement durable. Ces trois institutions s'intéressent non seulement aux résultats du projet, mais aussi à l'accès à leurs bases de données et aux entretiens avec les participants au programme afin de définir les exigences spécifiques du problème. Le projet est donc orienté vers son transfert à l'industrie. Il vise à réaliser des progrès en informatique avec des applications sociales concrètes. Le projet vise également à créer, au cours des quatre prochaines années, un groupe de recherche multidisciplinaire dédié à la conception d'algorithmes multiobjectifs appliqués à la résolution de problèmes de santé publique, ainsi qu'à la création d'interfaces utilisateur accessibles aux non-spécialistes. La formation du personnel de recherche sera encouragée et une forte internationalisation des résultats sera favorisée par des échanges avec des équipes étrangères et des publications à fort impact.

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Le rythme de vie effréné de la société actuelle, où chacun, quel que soit son sexe, travaille et se déplace constamment, laisse souvent peu de temps pour se consacrer à l'acquisition et à la préparation d'aliments de qualité. Ce manque de temps, associé à une sédentarité accrue, entraîne une forte augmentation du surpoids et de l'obésité au sein de la population, phénomènes qui ne cessent de progresser ces dernières années. Par conséquent, ce projet vise à étudier et à proposer des extensions et des améliorations aux modèles d'optimisation mono-objectif et multi-objectif, et à les appliquer à l'étude du problème de la planification de menus sains et équilibrés. La résolution de ce problème s'avère pratiquement impossible avec les techniques de recherche opérationnelle classiques lorsque les instances sont volumineuses et comportent de nombreux attributs. C'est pourquoi l'utilisation de métaheuristiques, notamment d'algorithmes évolutionnaires, est proposée. Dans le cas particulier de la résolution de variantes multi-objectifs du problème, parmi les avantages de ces stratégies de résolution figurent : leur capacité à générer une approximation du front de Pareto dès les premières générations/itérations ; leur indépendance vis-à-vis des propriétés mathématiques des fonctions objectives et des contraintes ; et leur dépendance polynomiale à la taille de l'instance. Il est donc nécessaire de concevoir et de mettre en œuvre différents encodages, heuristiques et métaheuristiques, et de déterminer lesquels offrent les meilleurs résultats. De plus, l'utilisation de différentes techniques sera testée en parallèle, en privilégiant l'allocation de ressources de calcul aux algorithmes les plus performants. Ceci facilitera et accélérera le processus de recherche, tout en optimisant le temps et en évitant la vérification manuelle de chaque algorithme. Ce projet initie une collaboration avec la Direction générale de la santé publique du gouvernement des îles Canaries, dont la mission est notamment d'établir et de mettre en œuvre des plans, des programmes et des actions dans les domaines de la santé environnementale, de l'hygiène alimentaire et de la gestion pharmaceutique. Parmi ses activités figure le programme « Éco-cantines scolaires » des îles Canaries, promu et coordonné par l'Institut canarien de la qualité des aliments (ICCA), en collaboration avec la Direction générale de l'innovation et du développement pédagogique du ministère de l'Éducation, des Universités et du Développement durable. Ces trois institutions sont non seulement intéressées par les résultats du projet, mais souhaitent également donner accès à leurs bases de données et à des entretiens avec les participants au programme afin de définir précisément les exigences du problème. Le projet s'oriente donc vers son transfert à l'industrie. Il vise à faire progresser un domaine d'intérêt social grâce à l'application des technologies de l'information. La proposition prévoit également la création, au cours des quatre prochaines années, d'un groupe de recherche multidisciplinaire dédié à la conception d'algorithmes multiobjectifs pour la résolution de problèmes de santé publique, ainsi qu'aux interfaces utilisateur qui permettront leur utilisation par des non-spécialistes. Ce projet s'engage pour une internationalisation déterminée de ses résultats, avec des publications à fort impact, des visites auprès d'équipes de recherche étrangères reconnues et la formation du personnel de recherche.

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Chercheur à l'Université de La Laguna