Le décryptage de la complexité des systèmes vivants est un défi qui nécessite une approche pluridisciplinaire reposant sur la collaboration entre différentes disciplines (biologie, informatique, physique statistique) pour développer de nouveaux outils théoriques, ainsi que de nouvelles techniques d’analyse de données et de modélisation.

Les principes fondamentaux qui gouvernent les systèmes vivants sont susceptibles d’être découverts à l'interface entre la biologie, la physique, l’informatique et les mathématiques. Ce workshop s’inscrit dans une série de conférences sur la complexité en biologie destinées à jouer un rôle clé pour promouvoir des collaborations entre des biologistes, des informaticiens et des physiciens, pour développer de nouvelles approches quantitatives et de modélisation au sein du CBI et pour stimuler de nouvelles directions de recherche.

Pour développer de tels outils, plusieurs verrous scientifiques et technologiques doivent être levés :

• comment modéliser les structures et les processus  biologiques ?
• comment réaliser l’interface entre le système biologique et le dispositif de réalité virtuelle ?
• quel type de visualisation, quel type d’immersion et quelles type d’interactions mettre en oeuvre pour acquérir une meilleure compréhension des structures et des phénomènes étudiés ?
• quels sont les performances requises en terme de calcul pour assurer l'interactivité en temps réel de la simulation ?

Ce workshop permettra de présenter différents exemples de techniques de Réalité Virtuelle et Augmentée utilisées pour étudier le fonctionnement des systèmes biologiques. En effet, ces dernières années ont vu se développer un nombre croissant d’applications de réalité virtuelle dans les domaines du biomédical et de la recherche fondamentale en biologie. Ces technologies sont notamment utilisées pour mieux comprendre comment fonctionnent la mémoire et la cognition chez l’homme et l’animal, comment fonctionnent les mécanismes d’apprentissage et d’orientation chez les insectes, ou bien encore comment les interactions sociales gouvernent les comportements collectifs de groupes animaux. Par ailleurs la simulation de modèles de phénomènes biologiques en réalité virtuelle à différentes échelles du vivant (moléculaire, cellulaire, multicellulaire, organisme) permet d’acquérir une meilleure compréhension de ces phénomènes en situations réelles.

22 octobre 2018

Amphi Herbrand
Institut de Recherche en Informatique de Toulouse (IRIT)
Université Paul Sabatier
118 route de Narbonne, Toulouse

8h30 - 9h00: Accueil des participants

9h00 - 9h45: Stéphane Cotin (INRIA, Strasbourg): Réalité virtuelle et augmentée pour la chirurgie
9h45 - 10h30: Anatole Lecuyer (INRIA, Rennes): Nouvelles interactions et nouvelles perceptions en réalité virtuelle

10h30 - 11h00: Pause café et Ateliers de démonstration

11h00 - 11h30: Antoine Wystrach (CBI, CRCA, Toulouse): Navigation en réalité virtuelle chez la fourmi
11h30 - 12h00: Sylvain Cussat-Blanc (IRIT, Toulouse): Exploration de la simulation de la prolifération cellulaire en réalité virtuelle

12h00 - 14h00: Repas

14h00 - 14h45: Renaud Bastien (Max Planck Institute for Ornithology, University of Konstanz, Allemagne): Analyse des comportements collectifs de poissons en réalité virtuelle: Vers une matrice pour poissons
14h45 - 15h15: Alexis Buatois (CBI, CRCA, Toulouse): Les abeilles en réalité virtuelle: une nouvelle façon d'étudier l'apprentissage visuel
15h15 - 16h00: Marc Baaden (Laboratoire de Biochimie Théorique, CNRS, Paris): En immersion au coeur des molecules - la réalité virtuelle au service de la biologie

16h00 - 16h30: Pause café et Ateliers de démonstration

16h30 - 17h15: Daniel Mestre (Centre de Réalité Virtuelle de la Méditerranée, Université de la Méditerranée, Marseille): La présence en réalité virtuelle : Approche expérimentale fondamentale et appliquée

17h15 - 18h05: Table ronde

Inscription gratuite mais obligatoire : cliquer ici.

• Guy Theraulaz, CBI - CRCA, Université Paul Sabatier - UMR 5169
• Sylvain Cussat-Blanc, IRIT - CNRS - UMR5505
• Jean-Pierre Jessel, IRIT - Université Paul Sabatier - UMR5505

Ce workshop est organisé conjointement par le Centre de Biologie Intégrative (CBI) et l’Institut de Recherche en Informatique de Toulouse (IRIT).

Le Centre de Biologie Intégrative (http://cbi-toulouse.fr) regroupe 40 équipes de recherche (environ 400 chercheurs) appartenant à 5 unités mixtes CNRS/Université Paul Sabatier dans les domaines de la génétique moléculaire, de la biologie du développement, des neurosciences et des comportements collectifs. Une des principales priorités du CBI est de favoriser la combinaison d'approches quantitatives et de modélisation pour aborder le problème de la complexité biologique. La création d’un nouvel axe de recherche sur la Biologie Computationnelle et la Biologie des Systèmes a pour objectif de répondre à ce défi. La force et l'originalité des recherches conduites au sein de cet axe se trouvent dans la diversité de systèmes biologiques étudiés, de cellules aux sociétés animales et dans l'identification de problèmes de questions communes à différentes échelles d'organisation des systèmes biologiques (déplacements collectifs, structure à grande échelle et dynamique de réseaux d'interaction, morphogenèse et auto-assemblage).

L’Institut de Recherche en Informatique de Toulouse (IRIT UMR 5505 CNRS INPT UPS UT1C UTJJ) représente l’un des plus important potentiel de la recherche en Informatique en France avec un effectif global de plus de 700 personnes dédiées à la Science des Données et du Calcul (https://www.irit.fr). Les vingt-quatre équipes de recherche du laboratoire sont structurées en sept départements scientifiques qui couvrent l’ensemble des domaines de l’Informatique actuelle. L’IRIT a orienté sa recherche autour de cinq grandes problématiques scientifiques et de six domaines d’applications stratégiques. Au sein de l’IRIT, l’équipe REVA adresse des problématiques liées à l’utilisation de méthodes mathématiques et algorithmiques pour l’analyse de données multimodales, visuelles ou biologiques. Ses thèmes de recherche portent donc sur des techniques de génération, d’optimisation et d’analyse de données multimodales multidimensionnelles pour produire / calibrer / contrôler des environnements numérisés et/ou simulés. Ces recherches reposent sur une grande variété de méthodes (méthodes variationnelles, paradigmes de vie artificielle, apprentissage et optimisation, simulation fonctionnelles et/ou numériques). D’expérimentations biologiques à des données d’interaction en passant par la création et l’utilisation dynamique d’environnements de simulation, REVA couvre ainsi une grande palette d’applications.