非負値行列因子分解(NMF)は，全要素が非負であるデータ行列に対する行列分解法である．本論文では，実在するデータ行列に頻繁に見られる特徴や解釈容易性の向上を考慮に入れ，探索的にデータ分析を行うためのNMFの拡張について論じている．具体的には，零過剰行列や外れ値を含む行列を扱うための確率分布やダイバージェンス，さらには分解結果である因子行列の数や因子行列への直交制約について述べている． / Nonnegative matrix factorization (NMF) is a matrix decomposition technique to analyze nonnegative data matrices, which are matrices of which all elements are nonnegative. In this thesis, we discuss extensions of NMF for exploratory data analysis considering common features of a real nonnegative data matrix and an easy interpretation. In particular, we discuss probability distributions and divergences for zero-inflated data matrix and data matrix with outliers, two-factor vs. three-factor, and orthogonal constraint to factor matrices. / 博士(文化情報学) / Doctor of Culture and Information Science / 同志社大学 / Doshisha University

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Mémoire en cotutelle avec le Dr. Daniel Kaufmann et le Dr. Nicolas Chomont / Dans les dernières années, il a été montré que les provirus intacts et défectueux du virus de l’immunodéficience humaine (VIH) codent pour des protéines virales qui contribuent à l’activation chronique des lymphocytes T spécifiques au VIH, et ce même sous traitement antirétroviral (ART). Nous avons développé deux méthodes pour étudier, d’un côté, l’intégrité et la clonalité de séquences provirales (virologie), et de l’autre, les réponses T spécifiques au VIH (immunologie). Tout d’abord, nous avons développé une bibliothèque R nommée « IntegrityAlgorithm », automatisant une séquence d’analyse utilisée précédemment pour déduire l’intégrité et la clonalité de séquences quasi-pleine longueur (NFL) de provirus. Chaque séquence provirale est analysée pour la présence, dans cet ordre, d’inversions, d’hypermutations, de grandes délétions internes, de codons stops, de défauts dans la région Ψ et de défauts dans les cadres de lectures ouverts (ORFs). Les provirus dépourvus de ces défauts sont identifiés comme « intacts ». Nous montrons que la hiérarchisation des défauts sous-estime certains défauts, comme les codons stops et les défauts dans le Ψ. L’algorithme produit des résultats en accord avec les données publiées et présente plusieurs avantages par rapport à d’autres algorithmes de prédiction. Nous avons aussi multiplexé l’essai de marqueurs induits par l’activation (AIM), couramment utilisé pour la détection de cellules T spécifiques à un antigène, en mesurant simultanément la co-expression de quatre AIMs (CD69, 4-1BB, OX40 et CD40L) plutôt que deux. En utilisant une stratégie de gating booléen ET/OU, l’approche augmente la fréquence de détection des cellules T CD4+ spécifiques à un antigène en comparaison aux paires d’AIMs standards. La détection des cellules T CD8+ était plutôt dominée par la paire d’AIMs CD69+4-1BB+. Le multiplexage réduit les biais dans la qualification et la quantification des cellules T spécifiques à un antigène, tel qu’il a été montré avec des analyses de phénotypage et des comparaisons intra- et inter-cohorte. Nous avons ensuite modifié la stratégie de gating booléen ET/OU pour une stratégie de gating en « L », nous permettant de trier des cellules vivantes T CD4+ et CD8+ spécifiques au VIH et au cytomégalovirus (CMV). En considérant l’étroite relation qu’entretiennent les provirus du VIH et le système immunitaire, améliorer nos méthodes pour la caractérisation à la fois des provirus, mais aussi des réponses T spécifiques au VIH, demeure essentielle pour une meilleure compréhension de la persistance des réservoirs et pour élaborer des stratégies de vaccination et d’éradication du virus. / In the past years, intact and defective human immunodeficiency virus (HIV) proviruses have been shown to code for viral proteins that contribute to sustaining chronic HIV-specific T cell responses, even under antiretroviral therapy (ART). We have developed two methods to study, on one side, the intactness and clonality of proviral sequences (virology), and on the other, the HIV-specific T cell responses (immunology). We developed an R package named “IntegrityAlgorithm” that automates a previous analysis pipeline used to infer intactness and clonality of near full-length proviral sequences (NFL). Each proviral sequence undergoes analysis to identify, in this order, the presence of inversions, hypermutations, large internal deletions, stop codons, Ψ defects, and defects in the open reading frames (ORFs). Proviruses exhibiting none of these defects are inferred as “intact.” We show that the hierarchization of defects underestimate some defects, such as stop codons or Ψ defects. The algorithm produces consistent results with the data published and presents several advantages over other prediction algorithms. We also multiplexed the activation-induced marker (AIM) assay, commonly used to detect antigen (Ag)-specific T cells, by simultaneously measuring the co-expression of four AIMs (CD69, 4-1BB, OX40, and CD40L) instead of two. When combined in an AND/OR Boolean gating strategy, the approach increases the frequency of Ag-specific CD4+ T cells detected in comparison to single AIM pairs. CD8+ T cell detection is rather dominated by the AIM pair CD69+4-1BB+. Multiplexing reduces biases in the qualification and quantification of Ag-specific T cells, as shown with phenotyping analyses and intra- and inter-cohort comparisons. We then modified the Boolean AND/OR gating strategy to an “L gating” strategy for the purpose of sorting live Ag-specific CD4+ and CD8+ T cells. Considering the interdependent relationship between HIV proviruses and the immune system, improving our methods to characterize both the intactness of proviruses and the HIV-specific T cell responses will remain essential for a better understanding of the reservoirs persistence and to elaborate vaccine and viral eradication strategies.

Les moisissures sont considérées comme un des facteurs affectant la qualité de l'air intérieur. L'exposition professionnelle aux moisissures peut affecter la santé des travailleurs. Selon l’espèce de moisissure, la dose d'exposition et la sensibilité individuelle, les effets peuvent être irritatifs, infectieux, immunologiques, toxiques ou cancérigènes. Les méthodes classiques, basées sur le bilan environnemental des moisissures cultivables dans l'air, souffrent d'inconvénients tels que le nombre élevé d'échantillons, les analyses coûteuses et la sous-estimation de l'exposition. La croissance des moisissures peut entraîner la production de métabolites, notamment des COVm. Ces derniers, lorsque inhalés, pourraient s’accumuler dans le corps et pourraient être détectés dans les matrices biologiques des travailleurs avant et après leur quart de travail. L'objectif principal de cette thèse est de développer une méthode permettant d’évaluer l'exposition aux moisissures en milieu de travail en exploitant les COVm comme biomarqueurs d'exposition. Le premier objectif spécifique est de développer une méthode analytique en utilisant la technique HS-SPME-CPG-SM/SM pour mesurer simultanément les 21 COVm dans le sang et l’urine. Le deuxième objectif est de développer une méthode analytique en se basant sur la technique DT-CPG-SM/SM pour analyser ces COVm dans l’air ambiant et exhalé. Le troisième objectif vise à optimiser la méthode développée dans l'air ambiant pour documenter les concentrations des COVm présents dans deux milieux de travail ayant des charges de moisissures différentes et évaluer leurs variations spatio-temporelles. Les 21 COVm sélectionnés dans cette thèse ont un potentiel comme biomarqueurs d’exposition aux moisissures. Leur sélection a été basée sur l’intérêt pour des effets sanitaires potentiels des espèces de moisissures, l’occurrence d’émission et les paramètres physicochimiques et pharmacocinétiques des COVm. Les paramètres d'extraction des COVm et les conditions analytiques ont été optimisés pour assurer une meilleure extraction et analyse des COVm dans le sang et l’urine. D’autre part, la méthode DT-CPG-SM/SM a été optimisée dans l’air ambiant et exhalé en testant plusieurs types d’adsorbant, débits et volumes d’air. Tenax TA/Carbograph a été sélectionné pour l’adsorption des COVm en échantillonnant 3 L d’air à 150 mL/min. Ces méthodes développées ont présenté de bonnes performances analytiques en termes de linéarité, précision, limites de détection et de quantification. Ceci a permis la quantification des COVm à faibles niveaux dans les matrices biologiques et l’air. Finalement, l’optimisation de l’analyse des prélèvements d’air d’un centre de tri des déchets et d’une université a été réalisée en utilisant la méthode DT-CPG-SM/SM. Un prélèvement de 2 heures a été sélectionné. Pour la majorité des COVm, aucune différence n’a été démontrée entre les périodes de la journée dans les milieux étudiés. À l’université, les concentrations des COVm étaient plus élevées dans les classes comparativement aux laboratoires munis d’un système de ventilation plus efficace. Au centre de tri, les concentrations des COVm étaient plus élevées dans la salle de pré-tri. Les résultats obtenus ont permis de sélectionner plusieurs COVm comme potentiels biomarqueurs d'exposition aux moisissures. Cette approche de biosurveillance pourrait donner un indice de la contamination fongique dans un milieu de travail, avant tout recours à l'approche classique, plus complexe et onéreuse. / Molds are one of the factors affecting indoor air quality. Occupational exposure to molds can have effects on workers' health. Depending on mold species, exposure dose and individual sensitivity, the health effects can be irritative, infectious, immunological, toxic, or carcinogenic. Conventional methods, based on the environmental assessment of cultivable molds in the air, have many drawbacks such as the high number of samples, the costly analyzes and the underestimation of exposure. Mold growth can lead to the production of metabolites, including mVOCs. The latter, when inhaled, could accumulate in the body, and could be detected in the biological matrices of workers before and after their shift. The main objective of this thesis is to develop a method to assess exposure to molds in the workplace by exploiting mVOCs as biomarkers of exposure. The first specific objective is to develop an analytical method using the HS-SPME-GC-MS/MS technique to simultaneously measure the 21 mVOCs in blood and urine. The second objective is to develop an analytical method based on the TD-GC-MS/MS technique to analyze these mVOCs in ambient and exhaled air. The third objective aims to optimize the method developed in ambient air to document the concentrations of mVOCs present in two workplaces with different mold loads and to assess their spatio-temporal variations. The 21 mVOCs selected in this thesis have potential as biomarkers of mold exposure. Their selection was based on the interest in potential health effects of the mold species, the occurrence of emission and their physicochemical and pharmacokinetic parameters of the mVOCs. Parameters influencing the extraction process and analytical conditions have been optimized to ensure better extraction and analysis of mVOCs in blood and urine. On the other hand, the TD-GC-MS/MS method has been optimized in ambient and exhaled air by testing several types of adsorbent and several flow rates and air volumes. Tenax TA/Carbograph was selected for mVOC adsorption by sampling 3 L of air at 150 mL/min. These developed methods exhibited good performance in terms of linearity, precision and detection and quantification limits. This allowed the quantification of mVOCs at relatively low levels in biological matrices and air. Finally, the optimization of mVOCs sampling from the air of a waste sorting centre and a university, was carried out using the TD-GC-MS/MS method. A sampling time of 2 hours was selected. For the majority of mVOCs, no difference was demonstrated between the periods of the day in the two environments studied. At university, the concentrations of mVOCs were higher in classrooms compared to laboratories equipped with a more efficient ventilation system. At the sorting centre, mVOCs’ concentrations were higher in the pre-sorting room. The results obtained made it possible to select several mVOCs as potential biomarkers of exposure to molds. This new biomonitoring approach could give an indication of fungal contamination in a workplace, before resorting to the traditional approach, which is more complex and expensive.

Ce travail participe aux recherches contemporaines qui s'attachent à améliorer notre compréhension de ce que nous appelons les « objets d'expérience », et en particulier des objets ordinaires. Il s'arrête sur une dimension qui leur apparaît propre, leur permanence, c'est-à-dire leur continuité spatio-temporelle, telle que nous pouvons la constater et en faire usage dans l'expérience perceptive ou le discours, et leur identité intersubjective – en dépit des différentes visées qu'autrui et moi pouvons avoir sur eux. L'objet est pluriel, son identité, qui n'est pas simplement logique, manque de critères nets, mais cela ne peut remettre en question son existence, comme le voudraient les éliminativistes que nous affrontons. Mais les universalistes, les intellectualistes et tous les idéalistes sémantiques qui, à l'inverse, voient des objets partout, par notre seul pouvoir de les penser, confondent objet réel et objet de pensée. Nous défendons un réalisme contextualiste de l'objet ordinaire qui en précise l'existence dans les contextes où il fait sens d'en parler, et d'abord le contexte perceptif, puisqu'il semble définitoire des normes d'objectification et d'objectivation les plus courantes dans nos pratiques identificatoires, réidentificatoires et catégorisantes, de s'inscrire au sein de la perception et de l'action. Ce sont des processus plus ou moins simples cognitivement et plus ou moins répandus éthologiquement qui sont enjeu selon les cas. Cette pluralité implique d'en explorer les terrains, en particulier dans le plus jeune âge lorsque beaucoup des normes réglant notre saisie cognitive du réel sont en formation. C'est pourquoi notre investigation choisit rapidement de se faire philosophie de la connaissance afin de comprendre la genèse des objets ordinaires dont nous parlons, plutôt que d'essayer de dresser de façon abstraite une liste exhaustive de leurs critères d'identité. Nous défendons que la permanence de l'objet peut être comprise à trois niveaux, perceptif, social et logicolinguistique. Le bébé atteint ces niveaux d'objectivité par des concepts naturels (concepts affordantiels et modules innés, qui ont une inscription corporelle et un développement social), des concepts expérientiels (prototypiques et essentialisants, aidés par nos activités humaines de socialisation et d'attention partagée, qu'on trouve aussi dans le monde animal), et des concepts lexicaux, hérités de notre langue. C'est l'occasion de remettre en cause l'opposition trop facile entre l'inné et l'acquis, ou le nativisme et le constructivisme. À chacun de ces niveaux, il y a des raisons d'utiliser, en un sens non mentaliste mais naturaliste et fonctionnaliste, la notion de représentation, pour comprendre ce qui fait la transcendance de ces objets distaux, traités à partir des stimuli proximaux mais différents d'eux. On peut user d'un discours réaliste à leur sujet, sans présupposer que celui-ci se fonde sur des capacités cognitives rationnelles propositionnelles, synthétiques, inférentielles ou judicatives de haut niveau et nécessairement spécifiques à l'humain, mais sans céder non plus aux oppositions classiques entre réalisme indirect et réalisme direct, ou conceptualisme et non-conceptualisme. De même, on défendra, au-delà des débats entre continuisme et discontinuisme sur l'humain et l'animal, un émergentisme qui pense à la fois la continuité des espèces et leurs différences chaque fois propres dans leur rapport aux objets de leur environnement, tels qu'ils sont visés dans des normes naturelles et sociales. / The understanding of the ordinary objects of our daily experience implies a definition of spatiotemporal and intersubjective levels of permanence. This is due to the fact that these objects, whose existence we defend against eliminativism and mereological nihilism, can be said to endure or perdure, at least in our experiences and our discourses about them. This existence in time and space and between subjects of experience cannot be defined by mere logical features. That is why we choose a contextualist approach of objects, and study perceptual situations where identifications and categorizations occur, especially at the early stages of objectification and objectivation which babies are able to achieve. The newborn and the young child indeed need to gain object permanence, a phenomenon first described by Gestalt psychologists like Michotte and Piaget's school of developmental psychology, and which has been even more accurately studied by cognitive psychologists such as Elizabeth Spelke, Dominique Baillargeon, Susan Carey or Susan Gelman. We defend the thesis that three types of object permanence can be distinguished (perceptual, social and logical-linguistic). Object transcendence can be described as an emergent feature of these stages. Babies acquire these levels of objectivity through normal and universal phases of development, even though different cultural environments can influence rhythms of maturation and the intentional behaviors relating to objects, which children develop. To access ordinary objects, infants need natural concepts (affordantial concepts and innate modular abilities - quite common among animals -, which are embodied and developed through social stimulations), experiential concepts (prototypical and essentialist tendencies, stimulated by joint attention and social phenomena that also occur in the animal world), and inherited lexical concepts. Nativism and constructivism work together and a realist, naturalist and emergentist approach of our cognitions of objects and their representations (understood only as a functional ability to register distal objects from proximal stimuli) enables us to overcome classical oppositions between direct and indirect realism, conceptualism and anti-conceptualism, as well as the continuity-thesis and the discontinuity-thesis between human and non-human beings.

An ontology describing the constructs and their inter-relationships for business models has recently been built and evaluated: the Business Model Ontology (BMO). This ontology has been used to conceptually power a popular practitioner visual design tool: the Business Model Canvas (BMC). However, implicitly these works assume that designers of business models all have a singular normative goal: the creation of businesses that are financially profitable. These works perpetuate beliefs and businesses that do not create outcomes aligned with current natural and social science knowledge about long term individual human, societal and ecological flourishing, i.e. outcomes are not strongly sustainable. This limits the applicability and utility of these works. This exploratory research starts to overcome these limitations: creating knowledge of what is required of businesses for strongly sustainable outcomes to emerge and helping business model designers efficiently create high quality (reliable, consistent, effective) strongly sustainable business models. Based on criticism and review, this research project extends the BMO artefact to enable the description all the constructs and their inter-relationships related to a strongly sustainable business model. This results in the Strongly Sustainable Business Model Ontology (SSBMO). To help evaluate the SSBMO a practitioner visual design tool is also developed: the Strongly Sustainable Business Model Canvas (SSBMC). Ontological engineering (from Artificial Intelligence), Design Science and Systems Thinking methodological approaches were combined in a novel manner to create the Systemic Design Science approach used to build and evaluate the SSBMO. Comparative analysis, interviews and case study techniques were used to evaluate the utility of the designed artefacts. Formal 3rd party evaluation with 7 experts and 2 case study companies resulted in validation of the overall approaches used and the utility of the SSBMO. A number of opportunities for improvement, as well as areas for future work, are identified. This thesis includes a number of supplementary graphics included in separate (electronic) files. See “List of Supplementary Materials” for details.

This thesis deals with the creation of the intro with limited size. This work describes methods for reducing the size of the final application. The main part describes methods for generating graphic content and methods for its animation. It deals with creation of textures and geometry. Another part is aimed on the physical simulation of particle and elastic systems.