Grant: Discovery Grants Program - Individual

La robotique connait des transformations majeures parmi lesquelles figurent l'intelligence; l'aptitude à analyser l'environnement, à prendre les décisions tout en développant des connaissances et des apprentissages à travers les différentes expériences. Malgré les récents progrès, des efforts soutenus en recherche et développement restent à fournir afin de rendre ces solutions de plus en plus compétitives et  applicables aux différentes industries. Plusieurs solutions actuelles misent sur les méthodes d'optimisation heuristiques ou métaheuristiques ou sur les réseaux de neurones et l'apprentissage machine pour le traitement et la fusion des données issues des capteurs ou pour la prise de décision relative à l'optimisation d'un ou d'une combinaison de critères, ce qui sature très vite les capacités de calcul et de mémoire et met en péril l'atteinte des différents objectifs. Le défi réside alors dans l'optimisation des méthodes et des ressources de calcul afin de rehausser l'efficacité des algorithmes et des cellules robotiques en conséquence. Le principal objectif de ce programme de recherche consiste à analyser et à mettre au point une solution quantique ou hybride (classique-quantique) pour l'optimisation du fonctionnement de bras robotiques industriels dans leur environnement opératoire sous contraintes tout en réduisant le temps et les ressources de calcul. La Méthodologie comporte les étapes suivantes : 1- Mise en place de simulateur quantique pour le robot industriel à travers l'adaptation dynamique du modèle quantique du robot, dont une version statique a déjà été développée par mon équipe. 2- Mise au point d'algorithme d'optimisation quantique ou hybride pour l'exécution des tâches du robot. Les approches basées sur les réseaux de neurones quantiques seront considérées. 3- La validation expérimentale sur un bras manipulateur à six degrés de liberté disponible au niveau de mon laboratoire. Ce bras possède l'instrumentation nécessaire à l'acquisition des données de position, orientation, vitesses et accélérations, ainsi que les forces et couples des actionneurs. Le robot est muni d'une caméra permettant de le situer dans son environnement et de reconnaitre les objets qui l'entourent. Il dispose d'un calculateur offrant la possibilité de connexion à un serveur disponible également dans mon laboratoire ce qui assurera un accès distant aux données. L'originalité de ce programme de recherche réside dans l'approche systémique qui allie les méthodes de calcul et les fondements de la mécanique quantiques pour atteindre des performances de calcul de haut niveau assurant une efficacité opératoire pour les robots dans les industries manufacturières au Canada. Ces travaux permettront aux industries canadiennes robotisées d'approfondir les connaissances sur l'importance des technologies quantiques dans l'optimisation avancée des opérations des robots industriels tout en réduisant le temps et les ressources de traitement et de calcul.