Girard, Alexandre

Professeur, Faculté de génie
FAC. GÉNIE Mécanique

Coordonnées

Courriel


819-821-8000, poste 62146

Diplômes

(2017) Fast and Strong Lightweight Robots based on Variable Gear Ratio Actuators and Control Algorithms Leveraging the Natural Dynamics. Doctorat (Doctor of Philosophy). Massachusetts Institute of Technology.

(2013) Contrôle par vecteurs d’influence pour les robots à actionneurs cellulaires binaires. Maîtrise avec mémoire (Maîtrise en Science Appliquée). Université de Sherbrooke.

(2010) Baccalauréat (Baccalauréat). Université de Sherbrooke.

Titres de compétence

(2019) Ingénieur. Ordre des Ingénieurs du Québec.

Expérience académique

(2017) Professeur Adjoint / Assistant Professor. Université de Sherbrooke.

(2017) Teaching Assistant. Massachusetts Institute of Technology.

(2013) Lecturer / Chargé de cours. Université de Sherbrooke.

Présentation

Sujets de recherche

Robotique et automatisation.

Disciplines de recherche

Génie aéronautique, Génie électrique et génie électronique, Génie mécanique.

Mots-clés

Robotique, Commande et Asservissements, Dynamique, Apprentissage Machine.

Intérêts de recherche

Je vise à universaliser l'utilisation de robots dans des domaines qui bénéficieront à la société en les rendant agiles, intelligents et polyvalents. Je m'intéresse particulièrement à l'art de contrôler le mouvement, de la conception mécanique aux lois et algorithmes de contrôle: robots, mécanismes, actionneurs, capteurs, véhicules, etc.

Langues parlées et écrites

Anglais, Français

Prix et distinctions

  • (2015) Alexander Graham Bell Canada Graduate Scholarship (CGS D). Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie (CRSNG). (Prix).
  • (2011) Alexander Graham Bell Canada Graduate Scholarship (CGS M). Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie (CRSNG). (Prix).
  • 2nd Place at the de Florez Design Competition. Massachusetts Institute of Technology. (Prix).
  • Admission fellowship (declined). Harvard University. (Prix).
  • Graduate scholarship (2nd cycle). Fonds de recherche du Québec - Nature et technologies (FRQNT). (Prix).
  • Graduate scholarship (3rd cycle). Fonds de recherche du Québec - Nature et technologies (FRQNT). (Prix).
  • Leonardo da Vinci Medal. Université de Sherbrooke. (Distinction).
  • Mechanical Engineering Exploration Fellowship. Massachusetts Institute of Technology. (Prix).

Financement

Subvention. (En cours d’évaluation). Chercheur principal. Lifting robot assistants and smart-room infrastructure for collaborative patient handling and rehabilitation. (2021-2026).

Subvention. (En cours d’évaluation). Cochercheur. Smart, Connected and Perceptive (SCoPe) Off-Road Vehicles. (2021-2025).

Subvention. (Obtenu). Cochercheur. High Performance and Autonomous UAV for Interactions with Energized High Voltage Transmission Lines. Conseil de Recherches en Sciences Naturelles et Génie du Canada (CRSNG). Drone Volt Canada. Alliance. 117300 $ (2020-2023).

Subvention. (Obtenu). Chercheur principal. Agile and dexterous motion control robotic laboratory. Fondation Canadienne pour l'Innovation (FCI). John R. Evans Leaders Fund. 162970 $ (2018-2023).

Subvention. (Obtenu). Chercheur principal. Physics-based learning for smarter motion controllers. Conseil de Recherches en Sciences Naturelles et Génie du Canada (CRSNG). Discovery Grant. 135000 $ (2018-2023).

Subvention. (Obtenu). Collaborateur. NSERC Canadian Robotics Network - Distal Fellow. Conseil de Recherches en Sciences Naturelles et Génie du Canada (CRSNG). Distal Fellow of the NCRN. (2019-2022).

Subvention. (Obtenu). Chercheur principal. Control of MR actuators for the automotive industry. Mathematics of Information Technology and Complex Systems (MITACS). Accélération. 45000 $ (2020-2022).

Subvention. (Obtenu). Chercheur principal. Variable transmission actuators for wearable robots. Fonds de recherche du Québec - Nature et technologies (FRQNT). Relève Professorale. 110000 $ (2020-2022).

Subvention. (Obtenu). Cochercheur. Detection of human presence integrated into a manipulator robot. Mathematics of Information Technology and Complex Systems (MITACS). Kinova. Acceleration. 7500 $ (2021-2022).

Subvention. (Obtenu). Cochercheur. Development of a 6 degrees-of-freedom collaborative robot based on magnetorheological actuators. Gouvernement du Québec. Programme de soutien à la valorisation et au transfert (PSVT). 178925 $ (2021-2022).

Subvention. (Terminé). Chercheur principal. Magnetorheological Fluid Actuators for various industries (part 2). MITACS. Mitacs Accelerate. 120000 $ (2019-2021).

Subvention. (Terminé). Chercheur principal. Digital and open-source toolbox for robotics. Université de Sherbrooke. Fonds d'innovation pédagogique. 29700 $ (2018-2021).

Contrat. (Obtenu). Chercheur principal. Design, Fabrication, and Testing of a Force-controllable actuator. Arjo Canada. 107000 $ (2020-2021).

Subvention. (Terminé). Chercheur principal. Magnetorheological actuators for active suspensions. Mathematics of Information Technology and Complex Systems (MITACS). Accelerate. 80000 $ (2020).

Subvention. (Terminé). Chercheur principal. Improvement of a motorized assistance system for patient lift. Mathematics of Information Technology and Complex Systems (MITACS). Accelerate. 15000 $ (2020).

Subvention. (Terminé). Chercheur principal. Fonds de démarrage / Start-up funds. Fonds Institutionnel de Recherche de l'Université de Sherbrooke. Start-up funds. 70000 $ (2017-2020).

Contrat. (Terminé). Chercheur principal. Dynamic unloading actuator: preliminary analysis and comparison of possible concepts. Arjo Canada. 2700 $ (2020).

Subvention. (Terminé). Cochercheur. Magnetorheological Fluid Actuators for various industries. Mitacs. Acceleration. 106666 $ (2018-2020).

Contrat. (Terminé). Cochercheur. Design of an electromechanical automatic tool changer for a manipulator robot. Kinova. Research contract. 25000 $ (2019).

Subvention. (Terminé). Chercheur principal. Improvement of a motorized assistance system for patient lift. Arjo Canada. Engage Plus. 12500 $ (2019).

Subvention. (Terminé). Cochercheur. Wearable Collaborative Robotic Tool. Gouvernement du Québec. Programme de soutien à la valorisation et au transfert (PSVT). 187431 $ (2018-2019).

Subvention. (Terminé). Cochercheur. Multi-Function Mobile Manipulator Robot Platform. Conseil de Recherches en Sciences Naturelles et Génie du Canada (CRSNG). Research Tools and Instruments. 150000 $ (2019).

Subvention. (Terminé). Chercheur principal. Motorized assistance system for patient lifts. Conseil de Recherches en Sciences Naturelles et Génie du Canada (CRSNG). Engage. 25000 $ (2018-2019).

Subvention. (Terminé). Chercheur principal. Discovery Launch Supplements. Conseil de Recherches en Sciences Naturelles et Génie du Canada (CRSNG). Discovery Launch Supplements. 12500 $ (2018).

Publications

Articles de revue

  • Denis, Jeff; Plante, Jean-Sebastien; Girard, Alexandre. (2021). Low-level force-control of MR-hydrostatic actuators. IEEE Robotics and Automation Letters (RAL), (Article publié).
  • Charles Khazoom, Pierre Caillouette, Alexandre Girard, Jean-Sebastien Plante. (2020). A Supernumerary Robotic Leg Powered by Magnetorheological Actuators to Assist Human Locomotion. IEEE Robotics and Automation Letters (RA-L), (Article publié).
  • Charles Khazoom, Catherine Véronneau, Jean-Philippe Lucking Bigué, Jordane Grenier, Alexandre Girard, and Jean-Sébastien Plante. (2019). Design and Control of a Multifunctional Ankle Exoskeleton Powered by Magnetorheological Actuators to Assist Walking, Jumping and Landing. IEEE Robotics and Automation Letters, 4(3), 3083 - 3090. (Article publié).
  • Catherine Véronneau, Jeff Denis, Louis-Philippe Lebel, Marc Denninger, Vincent Blanchard, Alexandre Girard, Jean-Sébastien Plante. (2019). Multifunctional 3-DOF Wearable SupernumeraryRobotic Arm Based on Magnetorheological Clutches. IEEE Robotics and Automation Letters, 5(2), 2546-2553. (Article publié).
  • A. Girard and H. H. Asada. (2017). Leveraging Natural Load Dynamics with Variable Gear-Ratio Actuators. IEEE Robotics and Automation Letters, 2(2), 741-748. (Article publié).
  • A. Girard, J. P. L. Bigué, B. M. O’Brien, T. A. Gisby, I. A. Anderson and J. S. Plante. (2015). Soft Two-Degree-of-Freedom Dielectric Elastomer Position Sensor Exhibiting Linear Behavior. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, 20(1), 105-114. (Article publié).
  • A. Girard and J. S. Plante. (2014). Influence Vectors Control for Robots Using Cellular-Like Binary Actuators. IEEE Transactions on Robotics, 30(3), 642-651. (Article publié).
  • G. Miron, A. Girard, J.-S. Plante, and M. Lepage. (2012). Design and Manufacturing of Embedded Air-Muscles for a Magnetic Resonance Imaging Compatible Prostate Cancer Binary Manipulator. ASME Journal of Mechanical Design, 135(1), 011003-011003-10. (Article publié).

Articles de conférence

  • Louis-Philippe Lebel, Jean-Alexis Verreault, Jean-Philippe Lucking Bigué, Jean-Sebastien Plante, Alexandre Girard. (2021). Performance Study of Low Inertia Magnetorheological Actuators for Kinesthetic Haptic Devices. IEEE World Haptics Conference 2021. (Article soumis).
  • A. Girard and H. H. Asada. (2019). A Fast Gear-Shifting Actuator for Robotic Tasks with Contacts. IEEE International Conference on Robotics and Automation. (Article soumis).
  • C. Véronneau, J. Denis, L.-P. Lebel, M. Denninger, J.-S. Plante, A. Girard. (2019). A Lightweight Force-Controllable Wearable Arm Based on Magnetorheological-Hydrostatic Actuators. IEEE International Conference on Robotics and Automation. (Article publié).
  • Louis-Philippe Lebel, Bruno-Pier Busque, Guifre? Julio, Marc Denninger, Alexandre Girard and Jean- Se?bastien Plante. (2019). A cable-driven robotic arm powered by magnetorheological clutches for upper-limbs physical interaction in virtual reality environment. IEEE ICRA 2019 - Workshop : Physical human-robot interaction: a design focus. (Article publié).
  • Charles Khazoom, Catherine Veronneau, Jean-Philippe Lucking Bigué, Jordane Grenier, Alexandre Girard, Jean-Sebastien Plante. (2019). Design and Control of a Multifunctional Ankle Exoskeleton Powered by Magnetorheological Actuators to Assist Walking, Jumping and Landing. 2019 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS). (Article publié).
  • Benjamin Bedard, Louis-Philippe Lebel, Bruno-Pier Busque, Marc Denninger, Guifré Julio, Alexandre Girard and Jean-Sébastien Plante. (2019). Design and Experimental Validation of a Haptic Glove and Robotic Arm Powered by Magnetorheological Actuators for Dexterous Object Manipulation in VR. ICAST2019: 30th International Conference on Adaptive Structures and Technologies. (Article soumis).
  • J Denis, C Véronneau, LP Lebel, M Denninger, JS Plante, A Girard. (2019). On the design of lightweight compliant wearable arms. IEEE ICRA 2019 - Workshop : Physical human-robot interaction: a design focus. (Article publié).
  • A. Girard and H. H. Asada. (2017). Leveraging Natural Load Dynamics with Variable Gear-Ratio Actuators. Presentation track of the IEEE Robotics and Automation Letters Journal, (Article publié).
  • Alexandre Girard. (2016). A New Approach to Address the Limitations of Traditional Robotic Actuators: Multiple Gear Ratios. MIT ROBOCON 2016. (Article publié).
  • H. H. Asada, F. Wu, A. Girard and M. Mayalu. (2016). A data-driven approach to precise linearization of nonlinear dynamical systems in augmented latent space. 2016 American Control Conference (ACC), 1838-1844. (Article publié).
  • A. Girard and H. H. Asada. (2016). A practical optimal control approach for two-speed actuators. Proceedings of the 2016 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), 4572-4577. (Article publié).
  • A. Girard and H. H. Asada,. (2015). A two-speed actuator for robotics with fast seamless gear shifting. Proceedings of the 2015 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), 4704-4711. (Article publié).
  • Alexandre Girard. (2015). Gear Shifting for Robots. 2015 Northeast Robotics Colloquium. (Article publié).
  • A. Girard and J. S. Plante. (2013). Applied control of binary robots based on influence vectors. Proceedings of the 2013 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), 523-529. (Article publié).
  • S. Proulx, G. Miron, A. Girard, and J.-S. Plante. (2010). Experimental Validation of an Elastically Averaged Binary Manipulator for MRI-Guided Prostate Cancer Interventions. Proceedings of the ASME International Design Engineering Technical Conferences, 409-418. (Article publié).

Propriétés intellectuelles

Brevets

  • Plante, J-S., Miron, G., Proulx, S., Girard, A., Chouinard, P. and Lucking Bigué, J-P. (2015). Device for orienting an object according to a given spatial orientation. US9068576B2. États-Unis. (Délivré).
  • Girard, A., Plante, J.-S. Control of Binary Actuators in a Robot. WO 2014179864. Canada. (Retiré).
  • A. Girard and H. H. Asada. Multiple Drive Variable Transmission Ratio System with Selective Actuator Engagement. États-Unis. (En instance).

Autres contributions

Cours enseignés

  • Algèbre linéaire pour la robotique. GRO211. (2021-03-09 à 2021-03-19). Université de Sherbrooke. Canada. (1CR).
  • Modélisation géométrique d'un robot industriel. GRO203. (2021-03-09 à 2021-03-19). Université de Sherbrooke. Canada. (1CR).
  • Actionneurs pour les robots collaboratifs. (2021-01-12 à 2021-04-23). CoRoM.
  • Commande des bras robotiques collaboratifs. (2021-01-12 à 2021-04-23). CoRoM.
  • Projet Majeur de conception II. PMC760. (2021-01-12 à 2021-04-23). Université de Sherbrooke. Canada. (6CR).
  • Cinématique différentielle des robots manipulateurs. GRO640. (2020-05-19 à 2020-05-29). Université de Sherbrooke. Canada. (2CR).
  • Commande des systèmes robotique. GMC705. (2020-05-05 à 2020-07-31). Université de Sherbrooke. Canada. Niveau : Cycles supérieurs. (3CR).
  • Algèbre linéaire pour la robotique. GRO211. (2020-02-25 à 2020-03-06). Université de Sherbrooke. Canada. (1CR).
  • Modélisation géométrique d'un robot industriel. GRO203. (2020-02-25 à 2020-03-06). Université de Sherbrooke. Canada. (1CR).
  • Systèmes asservis. GRO501. (2019-09-03 à 2019-12-20). Université de Sherbrooke. Canada. Niveau : Premier cycle. (4CR).
  • Commande adaptative pour les bras robotiques. GMC950. (2019-09-02 à 2019-12-20). Université de Sherbrooke. Canada. Niveau : Cycles supérieurs. (3CR).
  • Commande des systèmes robotiques. GMC705. (2019-04-30 à 2019-08-02). Université de Sherbrooke. Canada. Niveau : Cycles supérieurs. (3CR).
  • Algèbre linéaire pour la robotique. GRO210. (2019-01-08 à 2019-04-26). Université de Sherbrooke. Canada. Niveau : Premier cycle. (1CR).
  • Modélisation géométrique d’un robot industriel. GR0203. (2019-01-08 à 2019-04-26). Université de Sherbrooke. Canada. Niveau : Premier cycle. (1CR).
  • Algorithmes d'estimation pour les voitures autonomes. GMC950. (2018-05-01 à 2018-08-10). Université de Sherbrooke. Canada. Niveau : Cycles supérieurs. (3CR).
  • Projet d'intégration S4. (2018-05-01 à 2018-08-10). Université de Sherbrooke. Canada. Niveau : Premier cycle. (1CR).
  • Systèmes mécatroniques analogiques. IMC326. (2018-05-01 à 2018-08-10). Université de Sherbrooke. Canada. Niveau : Premier cycle. (3CR).
  • Algèbre linéaire pour la robotique. GRO210. (2018-01-09 à 2018-04-27). Université de Sherbrooke. Canada. Niveau : Premier cycle. (1CR).
  • Modélisation géométrique d’un robot industriel. GRO203. (2018-01-09 à 2018-04-27). Université de Sherbrooke. Canada. Niveau : Premier cycle. (1CR).

Activités de collaboration internationale

  • Visiting Researcher. (2012). Nouvelle-Zélande. Collaboration de recherche avec le Professeur Iain Anderson at l'Université d'Auckland. Nous avons développer un capteur en polymère pour la robotique souple. J'était le chercher principal qui a mené les travaux de cette collaboration.
  • Visiting Researcher. (2010). Allemagne. Travail avec l'institut IWB à Munich, sur le dévelopement de controlleurs en imépance pour des robtos industriels.

Présentations

  • (2012). Binary robotics: robots using arrays of small soft cellular actuators. Research Seminar, Auckland Bioengineering Institute. Auckland, Nouvelle-Zélande.
  • (2011). La modélisation de systèmes mécatroniques (Mecatronics systems modeling). Advanced Design Class. Sherbrooke, Canada.
  • (2011). Les actionneurs : L’art de créer le mouvement (Actuators: the art of creating motion). Advanced Design Class. Sherbrooke, Canada.