Grâce à leur créativité et à leur inventivité, nos chercheurs en robotique et en environnement intelligent repoussent les limites du monde connu pour inventer de nouveaux robots toujours plus agiles et collaboratifs ainsi que des capteurs visuels 3D et tactiles intelligents de plus en plus perfectionnés qui nous font entrer de plain-pied dans l'ère de la collaboration humain-machine. D'autres encore utilisent des modèles virtuels, dont des logiciels de simulation 3D, pour tester des structures et matériaux en aéronautique et améliorer la conception des avions.
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Les visages de la recherche en robotique et environnement intelligent
Aérospatiale
En aéronautique, il est désormais possible d'utiliser des logiciels de conception, d'analyse, de simulation et d'intelligence 3D pour améliorer la production des pièces et la précision des tests sur celles-ci. Ces technologies décuplent la possibilité d'explorer différents procédés de fabrication des pièces afin de satisfaire aux exigences de l'ingénierie aérospatiale. Quant à l'impression 3D, elle permet de produire des pièces à moindre coût et de façon plus écologique tout en facilitant les étapes de prototypage pour une conception très précise.
Augustin Gakwaya, professeur titulaire, Département de génie mécanique
Membre du groupe Design en modélisation mécanique des matériaux (DO3M)
Augustin Gakwaya est spécialisé en mécanique informatique appliquée au génie aérospatial. Ses projets portent sur la conception, la modélisation numérique et l'évaluation des systèmes pour tester, notamment, la résistance et la vulnérabilité des structures. À l'aide de modèles virtuels, il éprouve la résistance de certains matériaux composites – plus légers, mais moins stables que les matériaux traditionnels – sous des conditions de haute pression, de vélocité, de tempête de grêlons ou encore de collision avec les oiseaux. Les modèles qu'il conçoit peuvent également aider à améliorer la conception des avions.
Perception artificielle
L'intelligence artificielle a permis de faire avancer la robotique de façon extraordinaire: dorénavant, les robots ne sont plus appelés à ne faire que des tâches répétitives, mais bien à résoudre des problèmes par eux-mêmes au moyen de l'apprentissage profond rendu possible grâce à la puissance de calcul des ordinateurs et de la croissance des données. Or, pour interagir avec l'environnement et intervenir sur lui, les robots mobiles et les environnements intelligents doivent percevoir les objets et les gens autour d'eux à l'aide de capteurs visuels, auditifs et tactiles qui enregistrent des tonnes de données qu'ils devront par la suite analyser. Le travail du regroupement REPARTI, dont font partie plusieurs de nos chercheurs, consiste entre autres à créer ces capteurs.
Philippe Giguère, professeur titulaire, Département d'informatique et de génie logiciel
Codirecteur du Laboratoire de robotique boréale et membre du Regroupement pour l'étude des environnements partagés intelligents répartis (REPARTI)
Le professeur Giguère dirige un groupe de recherche en robotique mobile et perception artificielle. Ses travaux visent une plus grande autonomisation des systèmes robotiques intelligents appelés à travailler sur des terrains difficiles, comme le Grand Nord ou les milieux marins, à l'aide de méthodes d'apprentissage machine ou de fusion de données. Ses projets portent entre autres sur la perception tactile ou de terrain: les capteurs tactiles qu'il met au point peuvent reconnaître certaines surfaces grâce à des concepts comme la signature de signaux propres à chaque texture physique.
L'efficacité et la cohésion de son équipe de recherche [celle de Clément Gosselin] sont les éléments clés de son laboratoire. [...] L'ambiance généralement décontractée et la passion qui nous unit facilitent la communication des idées et la coopération. Personnellement, j'ai voulu continuer aux études de cycles supérieurs car la recherche me passionnait, la robotique plus particulièrement.
Pascal Labrecque, diplômé du doctorat en génie mécanique sous la direction du professeur Clément Gosselin
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Robotique et mécatronique
La robotique et la La mécatronique est un domaine d'ingénierie qui combine la mécanique, l'électronique et l'informatique en temps réel. vont désormais de pair et ce mariage permet notamment de programmer un robot depuis une tablette. Grâce aux processeurs de plus en plus puissants, aux capteurs sans cesse plus performants et aux avancées en intelligence artificielle, les robots classiques font désormais place aux robots collaboratifs capables de travailler avec les humains. Cette robotique de service a comme grands champs d'application les transports et la santé, par exemple l'assistance aux personnes handicapées visuelles ou physiques.
Clément Gosselin, professeur titulaire, Département de génie mécanique
Titulaire de la Chaire de recherche du Canada en robotique et mécatronique
Le Laboratoire de robotique dirigé par Clément Gosselin jouit d'une renommée mondiale en raison de ses nombreuses inventions qui ont fait date, dont la main SARAH, un préhenseur qui sert de main au bras canadien construit en collaboration avec l'Agence spatiale canadienne, l'Hexapode, le robot marcheur tout-terrain à 6 pattes qui combine des notions mécaniques, électroniques et informatiques, ou encore HARRI, un préhenseur intelligent qui permet à 2 personnes de se serrer la main à distance. Le prochain défi du professeur sera de concevoir des systèmes robotiques capables d'interagir de façon intuitive et sécuritaire avec des humains afin de les assister dans des tâches difficiles (robots d'assistance).
Vision artificielle 2D-3D et réalité virtuelle
Les progrès récents en vision artificielle ont permis la création de capteurs 3D qui sont désormais ergonomes, polyvalents, d'une grande rapidité d'exécution et d'une grande précision de mesure. Les défis qu'il reste à relever sont de rendre ces capteurs plus intelligents, capables de fusionner des informations provenant de plusieurs sources et d'inclure la simulation dans le processus de modélisation. De plus, ces capteurs devront être accessibles à un large éventail d'utilisateurs sans connaissances technologiques approfondies.
Denis Laurendeau, professeur titulaire, Département de génie électrique et de génie informatique
Titulaire de la Chaire de recherche industrielle CRSNG-Creaform sur la numérisation 3D: Creation-3D
Directeur du Laboratoire de vision et systèmes numériques (LVSN), le professeur Laurendeau est un spécialiste dans la conception de capteurs 3D numériques capables de saisir l'information géométrique et d'apparence. Il collabore de près avec l'entreprise Creaform, une entreprise en vision numérique qui a commercialisé la caméra 3D HandyScan, une invention du LVSN. Ses travaux en vision artificielle donnent lieu à plusieurs projets comme un modèle 3D de prostate à partir d'images de résonance magnétique pour permettre aux médecins de s'exercer virtuellement avant d'opérer, une caméra 3D pour enregistrer les mensurations du corps pour la fabrication de prothèses ou encore un castelet électronique pour le théâtre, soit un plateau mobile destiné à l'élaboration de projets scéniques.
Nous avons sur place, au Département, un atelier de fabrication mécanique qui est capable de produire à peu près n'importe quelle pièce mécanique. Tous les prototypes que nous avons faits pour nos projets de recherche ont été fabriqués ici. Quand je parle de ça à mes collègues de n'importe où dans le monde, ils trouvent ça vraiment très impressionnant.
Clément Gosselin, professeur titulaire au Département de génie mécanique