Xavier Garant
Pour ses importantes percées en robotique, Xavier Garant devient lauréat du prix Élan – thèse de doctorat de l’année en Nature et technologies.
Prix Élan – thèse de doctorat de l’année en Nature et technologies
La Faculté des études supérieures et postdoctorales et le Vice-rectorat à la recherche, à la création et à l’innovation reconnaissent par ce prix la qualité exceptionnelle de la recherche doctorale et récompensent l’étudiante ou l’étudiant qui a produit une thèse d’exception dans chacun des trois secteurs de recherche suivants : Nature et technologie, Santé et Société et culture.
Xavier Garant, le chercheur expérimentateur
Sa thèse intitulée « Découplage de la proprioception et de l’actionnement des manipulateurs robotiques sériels comme court-circuit au critère de raideur élevée » propose de repenser la conception des robots, en découplant la proprioception (la capacité du robot à percevoir sa propre position) et l’actionnement (le mouvement du robot). La thèse dirigée par Clément Gosselin ouvre la voie à une nouvelle génération de robots capables de travailler aux côtés des humains de manière sécuritaire et intuitive, transformant ainsi l’approche de la robotique collaborative.
L’expert mondialement reconnu en robotique Clément Gosselin souligne l’approche originale de cette thèse. « Alors que pratiquement tous les travaux en cours dans ce domaine depuis plus d’une décennie portent sur l’ajout de capteurs aux robots traditionnels, cette thèse se démarque nettement en repensant complètement la conception même des robots d’interaction. » Xavier Garant propose ainsi d’introduire et d’exploiter la souplesse dans la conception des robots afin d’améliorer l’interaction avec les humains.
La thèse se distingue aussi par son intersection entre la théorie et la technique. En effet, Xavier Garant propose par des idées théoriques nouvelles, les met en simulation et les valide même de façon expérimentale grâce à une architecture de robot nouvelle. On peut d’ailleurs voir le prototype en action avec Xavier Garant dans une vidéo. Ce prototype permettait de prouver que la technologie développée dans le cadre de la thèse fonctionne, qu’on peut guider les mouvements du robot et l’amener à certains points en toute sécurité pour les lui enseigner afin qu’il puisse ensuite reproduire les mouvements de façon autonome pour exécuter une tâche (par exemple prendre une pièce ou déplacer un objet d’un point à un autre). Ce type d’application « teach and repeat » existe déjà, mais est peu intuitif avec les designs actuels de robots industriels. En poursuivant les développements, on pourrait imaginer des usages pour des manipulations délicates, comme en agriculture ou dans le domaine médical. Éventuellement, ce type d’apprentissage en flexibilité pourrait aussi amener à ce que des robots puissent mieux interagir avec un environnement inégal, par exemple lors d’un déplacement sur un sol accidenté.
Ainsi, si on voit rarement le spectre complet de la théorie à la pratique en une seule thèse, Xavier Garant en réussit l’exploit. Cet intérêt à mettre les mains à la pâte apparaît dès sa technique en génie mécanique au cégep de Limoilou, qui lui permet de combiner savoirs théoriques et pratiques. Alors qu’il est étudiant au baccalauréat en génie mécanique à l’Université Laval, il fait la rencontre de Clément Gosselin lors d’un stage. Cette rencontre détermine son choix de spécialisation en robotique. « J’ai été chanceux que Clément Gosselin me donne ma chance au baccalauréat, reconnaît Xavier Garant. Je n’avais pas les notes pour obtenir les bourses subventionnaires, mais il m’a embauché comme auxiliaire. Cela m’a permis de mettre à jour mon CV et de me motiver suffisamment pour augmenter ma cote à la maîtrise, et d’ensuite poursuivre au doctorat. Il a été un excellent mentor en recherche, à tous les stades de mes études. »
Le choix de son sujet au doctorat s’inscrit en continuité avec celui de sa maîtrise, qui étudiait la réorientation d’un robot sériel en chute libre, donc la capacité du robot à faire comme un chat qui se retourne pour tomber sur ses pattes. Ce projet l’a mené à réaliser en 2019 un stage à l’Institute of Robotics and Mechatronics du DLR (Centre aérospatial allemand). Durant ce séjour de recherche, il explore l’entretien des satellites en vol par des manipulateurs robotiques. Il y développe un intérêt pour l’interaction entre les robots et le monde physique, qu’il approfondira lors de son doctorat.
Signe de l’excellence de Xavier Garant, avant même d’avoir fini sa thèse, il a été recruté comme professeur adjoint en génie mécanique à l’Université de Sherbrooke. Il y poursuit ses recherches de pointe en robotique, imaginant l’avenir de la relation entre humains et robots.
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