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Science/Tech - Page 24

  • Prospective facile!

    L’examen des innovations majeures permet de dessiner notre avenir collectif.

    Par Guy Sorman.

    Prévoir notre avenir collectif, sans même disposer d’une boule de cristal, est à notre portée. Il suffit de se référer à un indicateur qui ne relève pas de la magie, précis, disponible mais rarement consulté. Ce tableau du futur prochain est celui des brevets déposés chaque jour dans le monde: tout inventeur n’est pas nécessairement porteur d’avenir, mais sur le grand nombre, il n’est pas d’innovation qui ne soit protégée par un brevet. Que l’innovation soit le fondement du progrès fut compris en Grande-Bretagne au début du XVIIIe siècle: le Parlement britannique protégeait alors la propriété intellectuelle des inventeurs. Il revint ensuite à Thomas Jefferson d’inscrire dans la Constitution des États-Unis cette propriété intellectuelle, considérant que le brevet deviendrait la véritable richesse de sa nouvelle nation. À Jefferson, il revient aussi d’avoir limité la propriété intellectuelle dans le temps, afin que le brevet ne devienne pas un obstacle à la concurrence. Ces principes sont devenus universels, mais tous les brevets ne se valent pas. L’indicateur significatif est le tableau des brevets dits triadiques, déposés aux États-Unis, en Europe et au Japon, ce qui leur confère une validité quasi universelle.

    Quels pays inventent?

    De ce tableau, il ressort que le nombre de brevets croît de manière géométrique, puisque le nombre des chercheurs augmente et que le progrès est cumulatif: plus on cherche, plus on trouve. On trouve où on cherche, en premier lieu aux États-Unis, avec un tiers des brevets triadiques annuels. Sachant qu’une proportion significative de ces brevets deviendront les produits et services de l’avenir proche, la prééminence des États-Unis n’est pas en doute ni menacée.

    Immédiatement derrière les États-Unis, le Japon reste le second porteur d’innovations. On s’en est rendu compte lorsque la catastrophe de Fukushima (en 2011) avait paralysé l’industrie japonaise, interrompant par contrecoup des entreprises du monde entier, privées de pièces détachées que le Japon seul fournissait. L’Europe arrive en troisième position avec une contribution prépondérante de la Grande-Bretagne, de l’Allemagne, de la France, du Danemark, de la Belgique et de la Suisse. Par habitant, le Japon et la Suisse sont les deux leaders mondiaux de l’innovation. L’Europe traverse donc une phase difficile, mais elle n’est pas marginalisée: avec les États-Unis et le Japon, voici la troïka qui mène le monde. Ce qui permet de comprendre pourquoi, même lorsque la croissance ralentit, la qualité de vie s’améliore grâce à l’innovation: de la santé au téléphone par exemple.

    Et les pays " émergents "? Ils n’émergent pas ou peu: le seul qui apparaît sur l’écran radar de l’innovation est la Corée du Sud. Taïwan aussi frémit. Derrière, rien: la Chine, l’Inde, le Brésil, la Russie ne déposent que des brevets à usage interne, dont l’objet est avant tout de bloquer la concurrence étrangère. La croissance de ces pseudo-émergents reste, pour l’instant, fondée sur l’imitation et la sous-traitance. La carte du monde de demain ressemble à la carte du monde d’aujourd’hui.

    Qu’invente-t-on?

    À suivre les brevets triadiques, on perçoit les novations majeures. On en soulignera cinq: la fabrication en 3D, la médecine à distance, l’internet des choses, l’alimentation de synthèse, l’éducation à distance.

    Les imprimantes en trois dimensions permettront, chez soi ou en usine, de fabriquer n’importe quel objet en n’importe quelle matière sur la base d’un programme informatique. Le coût de la main-d’œuvre deviendra marginal dans la fabrication industrielle, ce qui ramènera la production des pays à bas salaires vers les pays riches et consommateurs: le modèle chinois en sera affecté si la Chine ne passe pas de la reproduction à l’innovation.

    La médecine à distance permettra de s’auto-diagnostiquer en continu: les données seront transmises en temps réel aux médecins, à fin de vérification et de thérapeutique. La visite médicale deviendra un ultime recours pour les patients non équipés et les cas désespérés.

    L’Internet des choses nous permettra de tout commander à distance, de la conduite de notre voiture au chauffage de notre domicile.

    L’enseignement à distance a commencé, au départ des universités américaines (Massive Online Courses) qui dispensent leurs meilleurs enseignements sur le web, tout en vérifiant les connaissances acquises. Le cursus universitaire de l’avenir exigera sans doute quelques années à distance et une année finale sur le campus (c’est déjà le modèle de l’Université de l’Arizona), offrant au grand nombre un enseignement de qualité aujourd’hui réservé aux élites.

    L’alimentation de synthèse? Les protéines de synthèse permettront d’accompagner la croissance démographique, alors même que les terres arables commencent à manquer et que les effets bénéfiques des OGM (organismes génétiquement modifiés) s’épuisent.

    Dans cette esquisse d’un futur plus que probable, les énergies de substitution n’apparaissent pas: les ressources de charbon, pétrole et gaz devenant inépuisables – grâce à la fracturation des roches et aux gains de productivité – l’incitation à changer de source d’énergie devient nulle. Pour ceux qui s’inquiètent du réchauffement climatique, la capture et la cristallisation des résidus devraient rassurer.

    Cet avenir suppose que l’économie de marché perdure, car une invention sans un entrepreneur qui la transforme en produits accessibles au grand nombre reste stérile. Mais on ne peut pas breveter l’économie de marché, ni la démocratie qui favorise l’esprit inventif: ce qui est brevetable est certain, mais ce qui ne l’est pas est incertain, voire improbable.

    Contrepoints.org

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  • Réalité augmentée

    Microsoft à la pointe de l’innovation

    Avec ses lunettes connectées holographiques HoloLens, la société de Redmond double soudain tous ses concurrents (Google, Facebook, Samsung…) dans la course aux applications de la “réalité augmentée”, qui représente un immense enjeu économique.

    Qu’est-ce que la réalité augmentée? Il s’agit de superposer à l’image réelle, captée par les yeux, une image virtuelle, fournissant des informations sur ce que l’utilisateur regarde. Exemple : vous contemplez la façade d’un cinéma et le système, relié à Internet, affiche les titres des films et les heures des séances. Grâce à Internet et aux algorithmes de reconnaissance de forme, la réalité augmentée peut devenir un outil très efficace, simplifiant la vie quotidienne et améliorant la précision des gestes complexes en mécanique, en électronique, en chirurgie…

    Pourquoi la réalité augmentée n’est-elle pas déjà largement utilisée? Le problème est technique: les images virtuelles doivent être affichées sur les verres de lunettes, qui doivent donc être des écrans d’ordinateur légers et transparents; en outre, il faut que ces images puissent se modifier quand l’utilisateur se déplace et les lunettes doivent donc porter des caméras grâce auxquelles l’ordinateur reconnaîtra objets et personnes et produira les informations pertinentes. Bref, il faut mettre au point des “lunettes intelligentes”, intégrant ordinateur, GPS, caméras, accès Internet sans fil haut débit, dans un ensemble évoquant plus le casque de Robocop que les binocles de nos grands-parents…

    Immenses, les défis de la réalité augmentée sont néanmoins résolus : Google a introduit, en 2014, les Google Glass, qui devaient la mettre à la portée de tout un chacun (pour 1 500 dollars environ). Pourquoi le succès n’a-t-il pas été au rendez-vous, conduisant au retrait de ces merveilles techniques ? Et en quoi les HoloLens sont-elles différentes et pourraient-elles, à l’inverse, s’imposer sur le marché ?

    Les HoloLens sont très différentes, dans leur mode d’utilisation, des Google Glass. Certes, elles manipulent la vision, en ajoutant des éléments virtuels à celle-ci. Mais là où les Google Glass ajoutent des informations au monde réel, d’une manière qui pose de gros problèmes sociologiques, les HoloLens font au contraire entrer le monde réel dans l’ordinateur.

    Imaginez que vous affichiez sur l’écran de votre ordinateur l’image d’un correspondant avec qui vous parlez. Avec les HoloLens, l’ordinateur créera une vue 3D et fera apparaître votre correspondant dans le fauteuil qui vous fait face. Vous converserez avec la personne comme si elle était physiquement présente. En outre, les HoloLens ne projettent pas de simples images 3D, que l’on ne peut voir que de face, mais des hologrammes, c’est-àdire de vraies représentations en volume, autour desquels vous pourrez tourner si vous le souhaitez (d’où le nom HoloLens).

    Autre application possible: vous voulez créer une forme en 3D sur votre ordinateur, qu’il s’agisse d’une sculpture ou d’une pièce mécanique ; avec les HoloLens, vous ferez apparaître cette forme devant vous, là où vous vous trouvez, et la manipulerez avec des gestes, comme vous le feriez sur un objet réel.

    Les HoloLens pourraient marquer une vraie révolution dans la manière de travailler avec des ordinateurs. Leur impact pourrait être aussi grand que celui de la fameuse souris, inventée dans les années 1970!

  • Envole-moi au bout de la terre, envole-moi au pays des merveilles...

    AeroMobil, la voiture volante disponible en 2017

    Après la voiture électrique et la voiture autonome, une nouvelle forme de véhicule arrivera en 2017 : l’AeroMobil, ou la voiture volante.

    Il y a quelques mois, une petite start-up slovaque dévoilait une voiture pour le moins innovante, l’AeroMobil qui, comme son nom l’indique, permet de voyager sur terre, comme dans les airs. Un projet à première vue utopique que le PDG Juraj Vaculik entend toutefois bien amener à son terme, avec une commercialisation prévue pour… 2017. En effet, en à peine 2 ans, la société compte bien pouvoir proposer son engin atypique à la vente, même si cette dernière a conscience des difficultés à venir, notamment en terme de réglementations.

    En effet, l’AeroMobil se doit, comme tout véhicule, d’obtenir différentes homologations, mais dans ce cas précis, il faudra obtenir les certificats lui permettant de rouler sur terre, mais également de se déplacer dans les airs. Un projet pour le moins ambitieux, soutenu qui plus est pas l’Union Européenne. Rappelons que l’AeroMobil nécessite 250 mètres de piste pour décoller, mais seulement 50 pour atterrir. Sur la route, le véhicule peut atteindre les 160 km/h et voler à une vitesse de 200 km/h, avec une autonomie de 800 km environ.

    Selon le PDG de la start-up, l’AeroMobil pourrait offrir de nombreux avantages, notamment en cas de bouchon sur l’autoroute. Il suffirait alors de prendre la piste de décollage sur le côté pour survoler littéralement le trafic. Evidemment, il faudra pour cela équiper les autoroutes d’un ruban de pelouse de 200 mètres environ. Bien sûr, pour conduire/piloter l’AeroMobil, il faudra être titulaire du permis de conduire, mais aussi d’un brevet de pilote. Affaire à suivre donc.

     

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  • Prouesse extraordinaire pour l'avenir

    Une greffe de neurones pour réparer le cerveau abîmé

    Des chercheurs française et belges ont pu remplacer une zone lésée du cortex. Une prouesse réalisée chez la souris, qui ouvre de nouveaux espoirs pour soigner l'homme.

    Réparer le cortex abîmé, un peu comme la peau sait se régénérer pour "effacer" la moindre égratignure. C'est la prouesse réalisée par des chercheurs français et belges.

    Notre cerveau est un organe dont la puissance n'a d'égale que la fragilité. Il est, certes, doté d'une formidable plasticité: n'essayez pas de devenir contorsionniste à l'âge adulte, votre corps n'y résistera pas, mais au prix de quelques efforts vous pourrez apprendre le chinois ou l'art d'observer les étoiles. Cependant le cerveau est aussi très fragile. Si une lésion survient (à cause d'un AVC, d'une lésion traumatique, d'une maladie neurodégénérative ou neurologique…), il ne sait pas reconstruire les cellules et connexions disparues. La seule solution est alors d'apprendre, au prix d'une longue rééducation, à passer par d'autres chemins pour retrouver les capacités perdues.

    Première mondiale

     "Nous sommes les premiers à montrer que l'on peut réparer du cortex, en l'occurrence du cortex visuel", explique Afsaneh Gaillard, responsable de recherche au Laboratoire de neurosciences expérimentales et cliniques (Inserm, université de Poitiers), qui dirige une équipe de l'Inserm et de l'Institut de recherche interdisciplinaire en biologie humaine et moléculaire (Bruxelles). Ils ont pu greffer des neurones dans le cortex visuel lésé de souris adultes, et observer le rétablissement neuroanatomique et fonctionnel de la zone cérébrale. Une première mondiale racontée dans la revue "Neuron", et réalisée grâce à une arme: la thérapie cellulaire.

    Ils ont d'abord dû obtenir les bons neurones à partir de cellules souches embryonnaires cultivées in vitro. Une centaine de types de neurones différents peuplent le cortex (couche superficielle du cerveau), organisés en six couches et en aires cérébrales distinctes. Puis les chercheurs ont greffé les cellules obtenues et ont observé, douze mois durant, leur comportement. "Le système était en place après un mois et demi et des connexions se sont formées, se réjouit Afsaneh Gaillard. Nous avons greffé des progéniteurs de neurones visuels, des cellules immatures qui après la greffe se sont encore développées, puis ont établi les bonnes connexions avec les bons neurones. En stimulant l'œil des souris, nous avons vu s'activer les neurones greffés."

    Obtenir des connexions

    Après 12 mois, la greffe avait "pris" chez 61 % des animaux. Six greffons sur 47 contenaient une large proportion de cellules non neuronales, ce qui pourrait indiquer la formation d'un tératome, type de tumeur formé par des cellules non correctement différenciées.

    L'étude suggère aussi que, pour qu'un cortex puisse bénéficier d'une greffe neuronale, celle-ci doit être réalisée avec des neurones correspondant à la zone lésée. Ainsi, les mêmes progéniteurs de neurones visuels, greffés sur une lésion du cortex moteur, n'ont pas permis de la réparer ; à l'inverse, des neurones moteurs ne seront pas efficaces dans une zone visuelle. "L'un des défis majeurs de la réparation du cerveau, écrivent les chercheurs, est le rétablissement d'une connectivité neuronale spécifique et complexe. Cela implique de générer des motifs particuliers de couches corticales et d'aires cérébrales, afin de reconstruire des réseaux fonctionnels."

    Afsaneh Gaillard espère désormais "pouvoir obtenir d'autres types de neurones, en particulier des neurones moteurs. Nous allons aussi tester ces greffes chez des singes, qui sont plus proches de l'homme". Car le cerveau humain est plus complexe que celui de la souris, explique la chercheuse. "Il est plus grand donc les neurones greffés devront aller plus loin et projeter de plus grandes connexions axonales."

     

     

  • Roméo: projet important pour la France

    Robotique : 10 bonnes raisons pour soutenir Romeo

    Le programme Romeo s’est fixé pour objectif de créer un robot humanoïde assistant de vie et compagnon personnel. Un aperçu sur la technologie du futur !

    Par Thierry Berthier.

    Romeo pèse un peu plus de 36 kg et mesure 1m46. Il est développé depuis 2009 par la société française Aldebaran Robotics à qui l’on doit déjà Pepper et Nao, son frère aîné de petite taille. Plus ambitieux que Nao, le programme Romeo s’est fixé pour objectif de créer un robot humanoïde assistant de vie et compagnon personnel. Avec un budget de 20 millions d’euros, Romeo est développé autour d’une plate-forme de recherche réunissant le laboratoire R&D d’Aldebaran et une quinzaine de partenaires académiques et industriels notamment dans le cadre du projet PSPC du programme d’investissements d’avenir « romeo 2 » soutenu par Bpifrance.

    Romeo est avant tout une plate-forme de recherche. Son développement permet de tester en vraie grandeur et d’améliorer des innovations technologiques dans des domaines variés comme les interactions homme-robot, les mécanismes décisionnels, la reconnaissance vocale ou la détection de comportements sociaux. Aldebaran Robotics souhaite offrir au plus grand nombre une gamme de robots humanoïdes compagnons et assistants personnels. Après le succès de Nao (plus de 7000 exemplaires vendus) , il s’agit aujourd’hui de créer un robot humanoïde de grande taille capable d’interagir avec son environnement, d’ouvrir une porte ou de saisir des objets posés sur une table. Au niveau dynamique, Romeo possède 40 degrés de liberté, il contrôle ses mouvements et parvient à attraper les objets en adaptant les efforts qu’il exerce sur l’objet. Au niveau perception, il sait suivre du regard un individu, sait évaluer l’âge de son interlocuteur et peut détecter ses émotions. La phase de contrôle et de correction des bugs (incontournable pour un système complexe de cette nature) s’est appuyée sur des technologies issues de l’aéronautique.

    Les concepteurs de Romeo ont veillé en particulier à ce que le robot ne constitue jamais un danger pour ses futurs utilisateurs. Romeo n’est pas encore pleinement opérationnel, il doit notamment apprendre à se déplacer de manière autonome. Sept exemplaires de Romeo ont été construits et les premières commandes viennent d’être signées avec des laboratoires français et européens.

    Dix bonnes raisons pour lesquelles il faut soutenir le projet Romeo

    1- Romeo est développé par Aldebaran Robotics, société française qui a décidé de s’implanter et de rester sur le territoire national. Ce choix audacieux mérite d’être souligné tout comme le positionnement d’Aldebaran sur un segment d’activité de la robotique d’assistance qui n’est pas aujourd’hui immédiatement rentable.

     

    2- Dans peu de temps, nous posséderons tous un ou plusieurs robots humanoïdes à domicile. Le marché potentiel est colossal. Dans la course technologique qui s’engage, Romeo peut tout à fait devenir le « gagnant qui rafle tout » même si les concurrences américaine, coréenne et japonaise sont bien présentes.

    3- Avec l’allongement de la durée de vie, le nombre de personnes âgées dépendantes va fortement augmenter. La robotisation de l’assistance aux personnes en perte d’autonomie deviendra vite une priorité nationale tant au niveau économique que social.

    4- Avec Romeo, la France peut intégrer le club des « pays leader » dans le domaine de la robotique humanoïde d’assistance aux cotés des USA, de la Corée du Sud et du Japon.

    5- Si Romeo rencontre le succès commercial, les innovations technologiques qu’il embarque diffuseront vers d’autres produits ou services robotiques et apporteront de la croissance.

    6- Le savoir-faire accumulé tout au long du programme Romeo pourra facilement être dérivé et étendu afin d’élargir l’éventail des activités et des fonctionnalités en s’orientant en particulier vers l’aide à l’apprentissage (lecture, écriture). L’assistant de vie deviendra alors assistant d’éducation.

     

    7- La diffusion de Romeo peut contribuer à rendre admissible le robot de compagnie auprès de la population et à lever les biais de perceptions qui sont parfois importants chez certains individus. Le robot est souvent perçu et fantasmé comme une menace potentielle prête à déshumaniser l’espace social. L’image « par défaut » de l’humanoïde est associée aux robots destructeurs du cinéma hollywoodien qui sont presque toujours mal intentionnés. Il devient urgent de modifier cette perception biaisée et rétrograde. Avec sa bonne tête de « gentil robot », Romeo saura facilement se faire accepter.

    8- Romeo va devenir le porte-drapeau d’une robotique française qui réussit à s’imposer sur le marché international (Aldebaran a développé Pepper pour le groupe de télécommunication japonais SoftBank). Romeo est en mesure de créer dans son sillage un élan d’innovation technologique qui sache s’exporter durablement.

    9- Romeo sera vite rejoint par Juliette qui, parité oblige, sera encore plus performante que lui en terme d’intelligence artificielle.

    10- Romeo ne va pas tarder à me remplacer pour tondre la pelouse…

    Le développement du projet Romeo

    Le programme Roméo est construit autour de six axes de développement :

    ◾Plate-forme physique : développement d’innovations mécatroniques pour le robot.

    ◾Sûreté de fonctionnement : analyse des risques engendrés par Romeo et préconisations pour les contenir.

    ◾Perception multisensorielle : intégration de fonctions qui permettront au robot de mieux interagir avec son utilisateur et de mieux percevoir son environnement.

    ◾Interaction cognitive : mécanismes de raisonnement, de planification et d’apprentissage.

    ◾Interaction physique : lois de commande des mouvements du robot.

    ◾Évaluation : Mise en situation du robot en présence de son utilisateur final.

     

    La conception de Romeo s’articule selon le schéma suivant :

    La première phase du programme Romeo s’était fixée quatre objectifs ambitieux : construire une plateforme mécatronique et logicielle interactive, ouverte et modulable ; produire un robot assistant personnel, des fonctions de surveillance et d’interaction homme – machine ; développer une plate-forme robuste pour la recherche et poser les bases d’un cluster industriel robotique. Le projet Romeo 2 a été lancé en novembre 2012. Ses concepteurs décrivent ainsi la phase Romeo2 : « Romeo 2 s’appuie sur les bases initiées par le projet FUI et se focalise sur les axes qui n’avaient pas pu être traités et qui sont néanmoins indispensables pour l’acceptabilité d’un robot humanoïde de grande taille au domicile de personnes en situation de perte d’autonomie : la sûreté informatique et physique, la capacité à apprendre les habitudes de son utilisateur pour en comprendre toujours mieux les besoins et les intentions, les applications d’assistance à la personne ».

    Le défi principal de Romeo est celui de l’acceptabilité. Pour que le projet se transforme en un succès commercial, Romeo doit devenir rapidement indispensable à son utilisateur. Cela sous-entend qu’il fasse preuve d’une autonomie suffisante dans ses déplacements et qu’il puisse communiquer simplement avec son interlocuteur humain. Le déplacement autonome est un problème très complexe. Tellement complexe que certains groupes de robotique américains (comme la société Boston Dynamics) orientent l’essentiel de leur développement sur la dynamique autonome. Viennent ensuite les capacités de perception du robot puis, par extension, la question de l’intelligence artificielle (IA) embarquée. Si des progrès majeurs ont bien été réalisés dans l’imitation de la marche, de la course et du franchissement d’obstacles (en mode bipède et quadrupède), les avancées d’IA sont quant à elles bien moins spectaculaires. La conversation entre un robot et son interlocuteur humain est toujours bornée par le test de Turing qui n’a pas été passé avec succès jusqu’à présent, dans le cadre d’un programme civil publié. Après avoir résolu les problèmes complexes du déplacement autonome, il faudra concentrer les efforts de R&D sur l’approche sémantique de l’interaction. L’acceptabilité du robot par le grand public est fonction du niveau d’IA embarqué dans la machine. La perception, l’imitation des comportements humains et la faculté d’apprentissage nécessitent chacune de la puissance de calcul et des algorithmes sophistiqués. C’est sur ce terrain qu’il convient de développer Romeo.

    Annexe – Les partenaires du projet Romeo

    Pour développer Romeo, Aldebaran Robotics s’est associé à quinze partenaires publics et privés :

    ◾VOXLER pour la reconnaissance vocale, l’interaction vocale en temps réel, l’analyse de la prononciation et de l’intonation vocale.

    ◾ALL4TECH : sûreté de fonctionnement des systèmes programmés

    ◾SPIR.OPS : intelligence artificielle et mécanismes décisionnels

    ◾CEA LIST : conception et fabrication de robots, sûreté de fonctionnement.

    ◾ARMINES ENSTA PARISTECH : Navigation visuelle, navigation sémantique, perception, apprentissage, interaction homme-robot.

    ◾TELECOM PARISTECH : réseau de microphones, formation de voie, apprentissage statistique, modélisation acoustique.

    ◾APPROCHE : Expression du besoin, protocole d’évaluation, suivi des évaluations.

     INRIA : commande de robots humanoïdes, apprentissage, interactions homme-robot, commande référencée vision.

    ◾CNRS LAAS : planification de trajectoire, perception multi-sensorielle de l’homme.

    ◾CNRS LIMSI : reconnaissance des émotions, fusion d’indices non verbaux et verbaux, identification des locuteurs, perception de la parole.

    ◾CNRS LIRMM : mouvements acycliques, interaction homme-robot.

    ◾COLLEGE DE FRANCE : neurosciences, locomotion des robots.

    ◾UMPC ISIR : Détection de comportements sociaux, interactions homme-robot.

    ◾UVSQ LISV : modélisation et conception de robots bipèdes.

    ◾STRATE : Design et conception de systèmes intelligents, packaging.

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