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Réjean Plamondon

Polytechnique Montréal

Réjean Plamondon est un passionné d’écriture dans tous les sens du terme. Il est le fondateur et directeur du laboratoire Scribens, un groupe de recherche dédié à l’analyse et au traitement de l’écriture manuscrite par ordinateur. Il a fait ses études à l'Université Laval, Québec: B.Sc. Physique,  M.Sc.A. et Ph.D. Génie Électrique. Il est professeur titulaire au Département de génie électrique de l'École Polytechnique de Montréal. Il a été Directeur du Département de génie électrique et génie informatique et Directeur Général de l’École Polytechnique.

Au cours des différentes étapes de sa carrière de chercheur, le professeur Plamondon s’est intéressé à la reconnaissance des formes tout particulièrement à l’émergence de phénomènes caractéristiques dans les systèmes biologiques et physiques, en exploitant différents théorèmes de convergence.

Du côté des systèmes biologiques, il est un chef de file dans les domaines de l’analyse et du traitement en ligne et hors-ligne de l’écriture manuscrite. En étudiant et en modélisant les propriétés émergentes des systèmes neuromoteurs et neuronaux impliqués dans la génération et la perception des mouvements humains, il a proposé de nombreuses solutions originales liées à des problèmes techniques concernant la conception de systèmes automatiques dédiés à la vérification des signatures et à la reconnaissance de l’écriture. Il s’est aussi intéressé à l’apprentissage de l’écriture chez les jeunes enfants en développant des blocs-notes électroniques interactifs. Il a également mis au point des méthodes robustes d’analyse et d’interprétation de signaux neuromusculaires dans le but de caractériser la motricité fine de sujets en santé ou atteint de diverses maladies.

Une des principales contributions du Professeur Réjean Plamondon en recherche fondamentale a été le développement d’une théorie cinématique des mouvements humains rapides (ci-après appelée théorie cinématique) qui peut décrire, à l’aide d’une équation fondamentale appelée Delta-Lognormale, la majorité des phénomènes psychophysiques rapportés au cours du dernier siècle sur les mouvements humains de type pointage. La théorie, primée comme l’un des dix découvertes de l’année 1996 par le magazine Québec Science, a été utilisée avec succès pour décrire les propriétés essentielles des profils de vitesse des doigts, du poignet, du bras, de la tête, des yeux et même, tout récemment, de la rotation du tronc. Elle a été aussi appliquée récemment pour modéliser la production de la parole et analyser différents problèmes d’élocution neuromotrice. Le professeur Plamondon a étudié et analysé ces biosignaux de façon extensive afin de proposer des méthodes innovatrices et de développer des systèmes robustes dans différents domaines du génie. 

Ceci l’a conduit au fil des ans à postuler le principe de lognormalité : la théorie cinématique, et ses fonctions lognormales, décrit l’humain en parfait contrôle de ses mouvements. Comme corollaire, les jeunes enfants en apprentissage migrent peu à peu vers ce modèle et les personnes âgées s’en éloignent plus ou moins rapidement selon leur état de santé. 

Ces découvertes ont confirmé la possibilité de caractériser et de faire le suivi des commandes cérébrales et des réactions neuromusculaires d’une personne à partir des traits de crayons qu’elle produit sur une tablette à numériser et, dans un avenir rapproché, sur tout autre appareil de type tablette tactile et téléphone intelligent. En effet, des logiciels développés au laboratoire Scribens au cours des dernières années permettent d’extraire de simples traits de crayon, sept paramètres : trois, décrivant la commande cérébrale qui a initié ce geste et quatre, le système neuromusculaire qui l’a exécuté. Ces outils sont peu dispendieux, ergonomiques, simples d’utilisation et non invasifs. Comme les équations de type lognormal décrivent l’état d’une personne en parfait contrôle de ses mouvements, ils peuvent donc être employées dans une vaste panoplie d’applications, par exemple : 

en génie biomédical : outils permettant d’étudier la motricité fine et ses changements avec l’âge et la maladie, ex. : Parkinson, Alzheimer, Accidents Vasculaires Cérébraux et pour faire le suivi d’enfants atteints de trouble du déficit de l’attention avec ou sans hyperactivité (TDAH) ou souffrant de commotions cérébrales,

en biométrie et en sécurité informatique : conception de systèmes de vérification de signatures et d’identification de scripteurs, analyse de comportement de faussaires en sciences judiciaires 

en interaction humain-machine : outils pour faciliter l’apprentissage de l’écriture chez les enfants, systèmes de communication gestuelle par tablettes tactiles, lunettes intelligentes exploitant les saccades visuelles pour évaluer l’attention d’un lecteur et logiciels de reconnaissance de l’écriture en plusieurs langues et différents systèmes d’écriture

sans oublier les applications potentielles en robotique anthropomorphique, en conception d’exosquelettes, en design d’acteurs virtuel.

Plus de vingt équipes de recherche dans 8 pays collaborent avec le professeur Plamondon sur ces différentes thématiques dans le contexte de licences interinstitutionnelles permettant d’effectuer des travaux de recherche à des fins non commerciales. Par ailleurs, une compagnie essaimée par Univalor, dont le professeur Plamondon est coactionnaire, travaille présentement à la commercialisation d’un outil de dépistage du TDAH chez les jeunes enfants à partir de traits de crayons .

Une deuxième contribution importante, en intelligence artificielle cette fois, est axée sur l'étude de la convergence de différentes configurations de réseaux neuronaux récurrents avec délais temporels, afin de déterminer les conditions de stabilité a priori pour la conception, par exemple de mémoires associatives pour stocker des plans d'action moteurs ou pour indiquer dans quelles circonstances ces réseaux deviennent instables et pourraient être utilisés pour la conception d'oscillateurs pour contrôler les mouvements répétitifs.

  Par ailleurs, du côté des systèmes physiques, le professeur Plamondon s’intéresse depuis de nombreuses années au problème de l’unification de la relativité générale et de la mécanique quantique. Il a publié en juin 2012, aux Presses Internationales Polytechnique, un livre intitulé « Patterns in Physics ». Tout au long de l’ouvrage, il développe l’idée que les quatre interactions fondamentales de la physique, considérées comme des faits empiriques, peuvent être vues comme des phénomènes émergents décrits par des patrons spécifiques lorsqu’elles sont analysées à partir des espaces de représentation et d’interprétation appropriés. De façon similaire, selon ce modèle, une fois qu’un ensemble cohérent d’unités physiques a été défini, les constantes fondamentales, elles aussi, peuvent être vues comme des patrons numériques dont la valeur peut-être prédite une fois prises en compte les projections nécessaires pour effectuer leur mesure. L’argumentaire principal repose sur deux principes : le principe d’interdépendance et celui de congruence asymptotique. La méthodologie mise de l’avant repose sur le théorème de la limite centrale et sur la loi de Bayes. Les équations qui en résultent peuvent être interprétées comme des généralisations des lois empiriques de Newton. De plus, en analysant l’erreur de convergence vers la limite centrale, trois interactions supplémentaires émergent, l’une d’entre elles pouvant être associée à la loi de Coulomb, les deux autres aux forces nucléaires faible et forte.

Finalement, tout en poursuivant sa carrière scientifique, le professeur Plamondon aime aussi s’évader par l’écriture.  À ce jour, il a publié un conte pour enfants (Mondia Éditeur), une nouvelle policière (Éditions Pierre Tisseyre) et quatre recueils de poèmes (Noroît et Écrits des Forges). Il participe chaque année à l’agenda Plumes et Pinceaux, un collectif de peintres et de poètes de la Montérégie. Il collabore occasionnellement à des projets collectifs en poésie, à des revues et à des séances de lecture en public, dont celles du Salon International de la Poésie de Trois-Rivières et du Festival de poésie de Montréal. 

Le professeur Plamondon est membre actif de plusieurs sociétés professionnelles nationales et internationales, dont l’UNEQ et l’OIQ. Il est Fellow de l'Institute of Electrical and Electronics Engineers, de l’International Association for Pattern Recognition et du Netherlands Institute for Advanced Study in the Humanities and Social Sciences.  Il collabore régulièrement avec des scientifiques de plusieurs pays. Il est l'auteur et le coauteur de plus de 400 publications et détenteur de quatre brevets. Il a édité ou coédité sept livres scientifiques. Il adore nager que ce soit en piscine, en eau douce ou en mer.

Principal secteur de recherche ou d'activité

Sciences naturelles, mathématiques et génie

Mes publications

Voir GOOGLE SCHOLAR

Mes prix et distinctions

  • 2020
    Il a tout récemment été reconnu parmi le 2% des scientifiques les plus cités en carrière, toutes disciplines de recherche confondues, selon les métriques de citation standardisées de l'Université de Stanford. https://elsevier.digitalcommonsdata.com/datasets/btchxktzyw/3.
  • 2015
    Grand Jullievillois: volet Inspiration. En 2015, la ville de Sainte-Julie lui a décerné la plus haute distinction honorifique municipale, catégorie inspiration, en le nommant Grand Julievillois, en reconnaissance de l'inspiration apportée par ses travaux de recherche scientifique et de création poétique. Il était le premier citoyen à recevoir cet honneur.
  • 2013
    il a reçu, en 2013, le biennal IAPR/ICDAR Outstanding Achievements Award pour « ses contributions théoriques à la compréhension des mouvements humains et à ses applications en vérification des signatures, reconnaissance de l'écriture, son apprentissage, son utilisation pour l'étude des problèmes de santé et pour la promotion du traitement en ligne des documents dans de nombreux champs multidisciplinaires »
  • 2003
    Médaille reconnaissance leadership et engagement. Médaille émise par le Gouvernement du Canada pour commémorer le 50e anniversaire de l’accession au trône de Sa Majesté la reine Élisabeth II en reconnaissance de mon leadership et de mon engagement à l’égard de la recherche et de l’enseignement supérieur, au Canada et à l’étranger, dans le cadre de mes fonctions de Directeur Général de l’École Polytechnique de Montréal, sur recommandation de l’Association des Universités et Collèges du Canada (AUCC).
  • 1996
    Découverte de l'année 1996, Québec Science. Reconnaissance de mes travaux sur la modélisation neuromotrice des mouvements comme l'une des 10 Découvertes de l'année 1996

Mes affiliations

  • Le professeur Plamondon est membre actif de plusieurs sociétés professionnelles nationales et internationales, dont l’UNEQ, l'ACP, l'ACFAS et l’OIQ. Il est Fellow de l'Institute of Electrical and Electronics Engineers (Fellow IEEE, 2000, Life Fellow 2015), de l’International Association for Pattern Recognition (IAPR, 1994) et du Netherlands Institute for Advanced Study in the Humanities and Social Sciences (NIAS, 1989). De 1995 à 2009, il a été président de l'International Graphonomics Society (IGS). De 1990 à 1997, il a été président de l'Association Canadienne de Traitements des Images et de Reconnaissances de Formes et représentant canadien au bureau des Gouverneurs de l’IAPR. De 1988 à 1994, il a agit comme président du comité technique (TC11) de l'IAPR sur la reconnaissance de textes et, de 1994 à 1998, il a été président du comité de conférences internationales de cette association.