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Intelligents s'enrichit du logiciel
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Traquer
les gaz toxiques grâce à un microdétecteur "intelligent"
CJ 20/10/03
Des
chercheurs américains du National Institute of Standards
and Technology (NIST, basé dans le Maryland) ont développé
un prototype de réseau "intelligent" de microcapteurs
capable de détecter des agents chimiques avant qu'ils ne
soient dangereux. Présenté le mois dernier lors d'un
congrès tenu à New-York, il s'applique particulièrement
au gaz moutarde et au sarin (peur des terroristes oblige) mais peut
être étendu à d'autres gaz toxiques pour l'environnement.
Connecté à un réseau de neurones, le dispositif
est capable de détecter en quelques secondes des composées
volatils à une concentration inférieure à la
partie par million (ppm).
Ceci me donne une idée : si
un système peut capter des composés à si faible
concentration, pourquoi ne pas adapter le comportement d'un ou de
plusieurs robots aux odeurs perçues. Dans la nature, les
fourmis, par exemple, ne font pas autrement. Champ d'investigation
prometteur ?
L'ascenseur spatial
intéresse de plus en plus les Etats-Unis
JPB 18/10/03
Qui
maîtrisera l'ascenseur spatial maîtrisera
l'espace et qui maîtrisera l'espace maîtrisera le monde.
C'est en des termes très voisins que différentes équipes
aux Etats-Unis ont repris le travail sur le projet d'ascenseur spatial.
On en connaît le principe. D'une station spatiale en orbite
géostationnaire, on déroule un câble vers la
Terre et simultanément un câble vers l'espace, attaché
à un poids. La force centrifuge découlant de la rotation
de ce dernier permet d'équilibrer le poids du câble
vers la Terre, et de maintenir l'ensemble en géostationnaire
à la verticale du point d'ancrage sur Terre, lui-même
situé quelque part à l'équateur. L'ensemble
une fois réalisé permet d'acheminer vers l'orbite
géostationnaire, puis vers l'espace profond, des charges
diverses, avec des coûts très réduits par rapport
à ceux de fusées traditionnelles.
L'idée avait germé en 1960 dans la tête d'un
scientifique soviétique (il ne s'appelait pas Popof) mais
avait été longtemps considérée comme
irréalisable. La principale difficulté tient à
la technologie du câble, qui doit être assez résistant
et assez léger pour diminuer les coûts. Il doit pouvoir
être tissé à le demande, à partir de
la station spatiale. Les perspectives offertes par les nanotubes
de carbone semblent à cet égard prometteuses. De multiples
autres difficultés sont à résoudre. Nous vous
renvoyons au mini-dossier ci-dessous.
Le point important est que les experts
et les politiques américains commencent à considérer
qu'il s'agira là du méga-projet du siècle.
L Institute for Advanced Concepts (NAIC) de la Nasa a confié
des préétudes de faisabilité au Dr. Bradley
Edwards, directeur de recherche à l'Institute for Scientific
Research. Le Los Alamos National Laboratory est également
sur le coup, avec une dizaine de chercheurs (no data on line from
LANL).
Nous avons plusieurs fois ici évoqué
le concept de cognitive system ou machine pensante tel qu'il résulte
de la "vision" et même, selon l'expression employée,
de la "dramatic vision" proposée par la Darpa,
l'agence de recherche du Pentagone. Une présentation de cette
vision a eu lieu le 24 octobre 2003 au Santa Fe Institute, à
l'initiative de Ronald J. Brachman
Office Director Information Processing and Technology Office (IPTO)-DARPA.
L'IPTO est au sein de la Darpa l'organisme en charge de superviser
tous les projets faisant appel aux STIC et aux sciences cognitives.
C'est le fer de lance de la Darpa et du Département de la
Défense en ce qui concerne le développement de machines
pensantes. Il travaille avec la collaboration de la Nasa et de nombreuses
entreprises répondant à ses appels à idées
et projets.
Rappelons que le Santa Fe Institute
est un centre privé, multidisciplinaire et non-profit dédié
aux sciences de la complexité. Il a été créé
en 1984, à l'initiative du prix Nobel de physique Murray
Gell-Mann, inventeur des quarks. Il a depuis lors procédé
à de nombreuses études relevant du domaine des mathématiques
et sciences de la complexité, publié un nombre considérables
de rapports et d'articles animé enfin chaque année
des exposés et séminaires faisant le point sur les
questions d'actualité ou relevant de la prospective
Nous ne traduirons pas l'abstract
de l'exposé de Ronald Brachman, Darpa's New Cognitive Systems
Vision. auquel vous pourrez vous reporter. Disons seulement qu'il
conclut "In a nutshell, we want to transform computational
systems from those that are simply reactive to those that are truly
cognitive. Our ultimate goal is to create systems that know what
theyre doing" ("Notre but ultime est de créer
des systèmes qui savent ce qu'ils font").
Revenons,
dans la suite de la brève précédente,
sur la parution de la revue Biology, dont l'éditeur est une
organisation non-profit basée à San Francisco, la
Public Library of Sciences.
Celle-ci donne ainsi avec ce premier numéro (Volume 1, Issue
1, October 2003) l'exemple de l'utilisation de l'Internet en Open
Source pour la diffusion d'articles ou de pre-prints. Une édition
papier est aussi disponible ('image ci-contre).
La démarche, qui agite beaucoup
le monde des grandes revues à comité de lecture, vise
à faciliter l'accès de tous à l'information
scientifique. Comme il faut bien vivre cependant, ce sont les auteurs
qui sont appelés à financer l'édition. Il leur
est demandé une contribution de 1.500 dollars par article.
Plusieurs initiatives avaient déjà été
prises afin d'enlever aux grandes revues, grâce à Internet,
leur monopole, tant économique qu'intellectuel. Nous nous
en étions faits l'écho. Mais l'opération de
la PLoS semble lancée à une plus grande échelle.
Plusieurs organisations y participent, dont en Europe le European
Molecular Biology Laboratory de Heidelberg et le Britain's Wellcome
Trust.
Les grandes revues (voir l'article
de Nature http://www.nature.com/nsu/031006/031006-12.html)
ne manquent pas de s'interroger sur la capacité de la
PLoS à procéder à des peer-reviews de qualité,
à attirer de bons articles et aussi à répondre
aux besoins d'édition des scientiques du tiers-monde, qui
ne pourront pas toujours payer la contribution demandée aux
auteurs. Affaire à suivre donc, mais qui parait sympathique.
Nous avions pour notre part, en tant que revue gratuite, encouragé
la PLoS dans sa démarche.
La revue
Biology publie aussi dans son premier numéro
l'appel de différents organismes américains, dont
les National Institutes of Health de Bethesda, pour la réalisation
d'une banque de données en libre accès rassemblant
l'ensemble des informations relatives au cerveau et aux neurosciences,
que nous avions évoqué précédemment
dans la présentation du livre d'Alain Berthoz, La décision.
Nous avions édité en
décembre 2000 un article
de Christophe Jacquemin relatant les recherches menées
par Johan Weissberg, Miguel Nicolelis et al. de l'Université
de Duke (Caroline du Nord) dont les résultats avaient été
publiés dans Nature à cette époque. Des implants
cérébraux placés dans le cerveau d'un singe
permettaient de capter des signaux susceptible d'actionner, par
exemple, le curseur d'un écran d'ordinateur. Il s'agissait
déjà d'une avancée qui devait permettre un
jour à des personnes paralysées de réaliser
des tâches similaires. Un nouveau compte-rendu
de la suite de cette expérience, qui s'est déroulée
pendant plusieurs années, est publié avec des résultats
actualisés, dans la revue scientifique américaine
"PLoS Biology", qui vient d'ouvrir et est diffusée
sur Internet en libre accès par la "Public Library of
Science" (voir ci-dessus).
Par l'intermédiaire du regard,
deux macaques ont appris à contrôler un bras robotisé
à travers un interface d'électrodes implantées
non pas dans une zone unique du cerveau, comme dans des expériences
précédentes, mais dans de multiples aires corticales.
Ceci démontre d'ailleurs ce que les neurologues commencent
à savoir, c'est qu'un ordre même simple donné
par le cerveau fait appel à de nombreuses zones cérébrales.
Les singes ont d'abord appris à
manipuler une manette contrôlant un bras robotisé,
qui leur permettait d'obtenir du jus de fruit. Puis la manette a
été débranchée et le bras robotisé,
qui se trouvait dans une autre pièce, a été
directement contrôlé par les singes, via les signaux
cérébraux émis par les électrodes. Les
primates ont donc fini par ne plus se servir de la manette, comme
s'ils avaient appris que leur cerveau contrôlait le bras robotisé,
selon le rapport présenté par Miguel Nicolelis, qui
a dirigé cette expérience avec une équipe de
neurologues de Duke.
Des êtres humains ont déjà
été équipés de tels implants cérébraux,
afin, par exemple, de procéder à des actions simples.
Toutefois, les implants utilisés dans l'expérience
de l'université de Duke étaient plus petits et la
tâche accomplie était plus complexe. Les applications
humaines pourraient venir d'ici deux ans, selon l'équipe,
y compris pour le contrôle de bras paralysés.
Par rapport aux résultats
annoncés en 2000, la nouveauté tient à ceci
: à l'époque, il s'agissait de voir si on pouvait
analyser (via des électrodes et un programme informatique)
la traduction électrique au niveau du cerveau de l'intention
de faire un geste. On arrivait ainsi, grâce au signal capté
à savoir quel geste allait faire le singe, et ceci pouvant
être reproduit par un robot. On ne s'intéressait donc
pas au singe lui-même, ni à ses capacités d'apprentissage.
Mais
ici, les singe (l'expérience a été faite sur
deux animaux) ont fini par "comprendre" qu'il pouvait
mouvoir un bras mécanique par la seule force de leur pensée
et que tout mouvement de leur part était inutile pour réussir
cela . Les singes "arrivent à corriger leurs erreurs
et sont capables d'imposer au bras articulé d'un robot des
mouvements d'une très grande précision, à partir
de leur seule activité cérébrale pour reproduire
les mouvements de localisation et de préhension de la main",
explique Miguel Nicolelis. C'est une première du genre car
les résultats obtenus jusqu'à présent sur différents
animaux concernaient des actions virtuelles comme déplacer
la pointe d'une souris sur un écran, ou appuyer sur un levier.
Ceci renforce l'espoir de voir un jour ce type de technologie bénéficier
aux personnes atteintes de lésions de la moelle épinière.
Les
contrôleurs aériens supplantés par des machines
à l'horizon 2020?
CJ 14/10/03
Les
contrôleurs aériens ont du souci à se faire
: la société britannique BAE Systems a mis au point
un système révolutionnaire pouvant gérer l'atterrissage
d'un avion sans aucune intervention humaine : le pilote a juste
à choisir la piste sur laquelle il doit atterrir en appuyant
sur un bouton dans le cockpit. Financé pour moitié
par l'Union européenne, ce projet a coûté quelque
110 millions d'euros.
Selon BAE Systems, cette innovation devrait éliminer toute
possibilité d'erreur humaine, économiser le carburant
et améliorer la sécurité en vol. La mise en
place du système est prévue en trois phases par cette
firme : la première - qui consistait à déterminer
la trajectoire la plus sûre vers un point identifié
par un contrôleur aérien - a été validée
en mars 2003. Un essai grandeur nature est prévu pour 2008.
Le remplacement de tous les contrôleurs aériens par
ce système est prévu avant 2020. Selon BEA Systems
"les systèmes automatiques seront devenus nécessaires
vu le volume du trafic aérien".
Si
les contrôleurs seront toujours présents lors de l'introduction
du système, ils auront de moins en moins de tâches
à faire, les décisions étant prises par l'ordinateur.
Ce système éliminerait aussi les problèmes
de la langue pour les pilotes étrangers. Ses implications
pour le métier de contrôleur aérien a provoqué
la réaction des syndicats de la corporation. Pour eux, même
si l'ordinateur est capable de tracer la trajectoire à suivre,
le contact humain du contrôleur aérien a aussi un rôle
rassurant pour les pilotes et les passagers (mais
pour ce qui concerne les pilotes, rappelons à nos lecteurs
la proposition évoquée par Bill Gates le 9 avril 2002)
: "Microsoft
wanted us to take planes without pilots by 2030".)
On
sait que l'idée de connecter ensemble des milliers de calculateurs
afin de profiter de leur temps libre pour traiter en simultanéité
de grandes quantités de données n'est pas nouvelle.
Elle est utilisée notamment par le SETI pour la recherche
de signaux d'origine extraterrestre. L'idée est généreuse,
surtout quand elle fait appel à des micro-ordinateurs appartenant
à des particuliers, qui acceptent ainsi de contribuer à
un programme scientifique. Mais elle fait peur. De tels grids risquent
de devenir des autoroutes à virus et piratages.
Cependant le CERN de Genève l'étudie actuellement
très sérieusement pour traiter les terabytes (ou plus)
de données provenant des expériences qui seront conduites
par le futur Grand Collisionneur de Hadrons, LHC, qui sera mis en
service vers 2008. Ce ne seront pas les ressources informatiques
de particuliers qui seront mises en réseaux, mais celles
provenant des centres de recherche de 12 pays: UK, US, Suisse, Tchéquie,
France (avec l'IN2P3), Allemagne, Hongrie, Italie, Japon, Russie,
Espagne et Taiwan. Les données à traiter, dans un
premier temps, rempliraient plus de 20 millions de CD tous les ans,
et nécessiteraient pour être analysées 70.000
calculateurs. On suppose que des précautions rigoureuses
seront prises pour rendre étanche le super-calculateur virtuel
ainsi réalisé.
Les spécialistes du CERN ont
l'intention, en cas de succès, d'étendre cette démarche
à bien d'autres calculs. Ils y voient l'amorce d'une véritable
révolution dans la distribution et l'utilisation des ressources
informatiques nécessaires à la science de demain.
Cette perspective a justifié la mise en place d'un programme
européen dit Enabling Grids for E-science and industry
in Europe (EGEE) et du Open Science Grid aux Etats-Unis.
Pour notre part, nous ne pouvons pas
nous empêcher de penser qu'il devrait être possible,
sur de tels réseaux, de mettre en place et faire interagir
les milliers ou dizaines de milliers d'agents nécessaires
à la simulation d'une machine consciente. Le CERN, déjà
à l'origine du Web, pourrait-il aussi devenir le promoteur
indirect d'un Web de la cosncience artificelle?
La
poussière intelligente (Smart Dust)
JPB/CJ 08/10/03
Le
concept de «poussière intelligente», Smart Dust,
semble pouvoir devenir si l’on en croit ses promoteurs, un
complément d’Internet, dans la mise en place d’un
réseau de capteurs surveillant la planète. Cette idée
vient de Kris Pister, professeur d’ingénierie à
Berkeley, qui travaille depuis 1997 sur ce projet et est actuellement
en disponibilité pour fonder l’entreprise "DUST"
destinée à commercialiser l’idée. Il
s’agit de réaliser de petits systèmes, actuellement
de la taille d’une boite d’allumettes et en cours de
miniaturisation constante. Chacun d’entre eux est équipé
de senseurs pour mesurer divers paramètres de l’environnement,
champs magnétiques (magnétomètres), température,
pression atmosphérique, etc. On prépare l’installation
de microphones et caméras miniaturisés. Il est également
doté de moyens de communication sans fil à courte
portée et d’une source d’énergie, actuellement
à pile. Des sources d’énergie renouvelables
et autonomes sont à l’étude. Le cœur du
système est un système d’exploitation très
sophistiqué (TinyOS), pouvant fonctionner sur 8 Kbits, dont
le rôle est de gérer les entrées-sorties, les
communications et les ressources d’énergie, afin d’économiser
celles-ci au maximum.
Ces
petites unités, appelées «motes» ou grains
de poussière, sont destinées à être dispersées
en grand nombre dans des lieux dont l’accès n’est
pas aisé. Ils se connecteront les uns les autres en réseaux,
de façon à diminuer au maximum la portée nécessaire
aux liaisons et à ne retransmettre que des informations élaborées
vers la station centrale de monitoring d’ensemble. Les applications
apparaissent devoir être très nombreuses, dépendant
du mode de répartition
ou de dispersion choisi. La société Dust étudie
avec la Darpa l’utilisation de nuages de «grains»
pour surveiller des territoires ennemis, par exemple les passages
de véhicules. Mais les grains auront de nombreuses applications
civiles, par exemple l’évaluation de la solidité
de bâtiments fragilisés par diverses agressions, le
suivi de phénomènes atmosphériques, le contrôle
des mouvements anormaux sur des sites protégés, etc.
La génération actuelle, baptisée MICA, fait
l’objet d’expérimentations et d’améliorations
constantes. Des versions capables de marcher, voler et nager sont
à l'étude. Le prix de revient actuel des motes est
de 50 à 100 dollars l'unité ; Kris Pister prévoit
qu'elles tomberont à 1dollar dans un délai de cinq
ans.
On est loin d'avoir encore atteint
la taille des microtechnologies (MEMS) et nanotechnologies, mais
on y arrivera sans doute dans quelques années. Le millimètre
cube est néanmoins en perspective. Les promoteurs du système
n'envisagent pas encore, semble-t-il, que les "motes"
puissent se reproduire et se diversifier, mais avec les nanotechnologies,
cela deviendra peut-être envisageable.
On peut évidemment voir dans
de tels réseaux, éventuellement dispersés sur
de grandes superficies, telles qu'une ville, une nouvelle possibilité
d’intrusion et de surveillance. On retrouvera vite les préoccupations
suscitées par le déploiement actuel des vidéo-caméras
en réseau local (voir
notre éditorial du mois de septembre 2003). C’est-à-dire
qu’il faudra qu’un contrôle citoyen veille à
éviter les abus.
Pour notre part, nous pensons que
dans la perspective du développement de systèmes de
conscience artificielle comportant des milliers ou dizaines de milliers
d’agents informatiques, les Mica pourront servir utilement
de systèmes d’entrée-sortie et traitement local
dont le rôle sera analogue à celui des neurones dans
le cerveau. On pourrait ainsi espérer mettre en place des
consciences artificielles à l’échelle d’un
territoire tout entier. Il ne paraît pas irréalisable
d'envisager que l'exploration martienne puisse utiliser des nuages
de MICA répartis dans les déserts martiens et se dotant
de formes mêmes élémentaires de la conscience
des lieux.
L'Agence
Spatiale Européenne vient de lancer la mission Smart-1 vers
la Lune. Il s'agit d'un petit vaisseau utilisant un moteur ionique
pour sa propulsion. Celui-ci est un prototype qui sera ainsi testé
avant d'être développé dans un engin plus ambitieux
destiné à l'exploration de Mercure. Le moteur de Smart-1
tire son énergie de panneaux solaires. L'électricité
produite sert à ioniser des atomes de xénon provenant
d'un réservoir. Les atomes ainsi ionisés sont rejetés
à l'arrière du vaisseau. L'énergie propulsive
obtenue est très faible, mais elle peut être entretenue
pendant plusieurs mois, ce qui finit par provoquer une accélération
notable. Le voyage prendra une quinzaine de mois et le vaisseau
se livrera à diverses observations du sol lunaire qui n'avaient
pas pu être réalisées jusqu'ici.
La mission de l'Esa
"BepiColombo" destinée à l'exploration de
Mercur pour 2011, mettra 2 ans et demi pour arriver à destination.
Le concurrent américain, Messenger, utilisera une propulsion
classique et arrivera donc plus tôt. Mais il y a de la place
pour tout le monde dans l'exploration de Mercure.
Le moteur ionique avait
déjà été utilisé avec succès
dans la mission remarquable de la Nasa vers la comète Borelly
(voir notre article).