IA - TECH : 25 Technologies pour booster l’économie post confinement

Le magasine Forbes propose aujourd’hui une liste prévisionnelle des technologies à mettre en œuvre pour booster l’économie de sortie de confinement (lien ici). Pour le magasine, il ne fait aucun doute que, malgré la crise terrible qui frappe le monde, cette décennie va mettre en œuvre des avancées technologiques permettant de compenser, rattraper voire rayer l’effet désastreux du confinement pour une reprise économique drivée par les technics.

Voici les 25 nouvelles technologies, dont bon nombre sont déjà de la compétence des ingénieurs diplômés de l’ENSC (voir plus de détail, lien ici).

1. L’intelligence artificielle (au programme de toutes les années, plus parcours de 3eme année, et chaire ENSC/IBM autour de Watson) ;
2. L’Internet des objets (IoT) ;
3. Les technologies portables et l’humain augmenté (au programme de toutes les années et parcours de 3ème année) ;
4. Le Big data et l’analyse augmentée (voir le DU Big data et statistiques pour l’ingénieur) ;
5. Les environnements intelligents (au programme de deuxième année) ;
6. Les Blockchains et la protection de registres ;
7. Le cloud et la technologie de pointe (au programme) ;
8. La réalité augmentée (idem) ;
9. Les jumeaux numériques ;
10. Le traitement du langage (au programme) ;
11. Les interfaces vocales ;
12. La vision artificielle et la reconnaissance faciale (en collaboration avec l’Institut d’optique, antenne de Bordeaux) ;
13. Les robots et cobots (spécialité de 3ème année) ;
14. Les véhicules autonomes (équipe de recherche avec l’IFSTTAR) ;
15. La 5G ;
16. La génomique et l’édition génétique ;
17. La co-créativité homme-machine et le design augmenté (en collaboration avec les écoles de Condé) ;
18. Les plateformes numériques ;
19. Les drones et les véhicules aériens sans pilote (projets de 2eme année avec les simulateurs de la plateforme technologique) :
20. La cybersécurité ;
21. Les ordinateurs quantiques (au programme de la chaire ENSC/IBM) ;
22. L’automatisation des procédés robotiques (cf. l’option de 3ème année) ;
23. La personnalisation de masse et les micromoments ;
24. Les impressions en 3D et 4D ;
25. La nanotechnologie et la science des matériaux.

Voici une liste qui semble déjà bien remplie à l’ENSC, et qui donne plein d’idées pour collaborer avec l’ENSEiRB-MMK, l’Ecole de chimie (ENSCBP), l’Ecole des biotechnologies (ENSTBB), l’IOGS, et l’Institut Mines Telecom, dans un projet de rapprochement à reprendre par la nouvelle équipe de direction.

IA - SHS : De l’intérêt de la géolocalisation.

La société Apple, en analysant les données et en ne conservant pas d’historique personnalisé, à établi (ici) la représentation graphique des localisations des personnes utilisant le logiciel plan sur son iPhone.
Le firme propose ainsi de manière ouverte au scientifique, au politique, à l’étudiant comme aux simple curieux, un outil convivial de consultation des données illustrant les mouvements des populations pendant les derniers mois.
Elle affiche ainsi, pour chaque pays et par grande métropoles, le graphe combiné des requêtes des conducteurs ou passagers utilisant un véhicule, de celles des piétons et de celles des mouvements en transports en commun, correspondant aux trois modes de requêtes de son logiciel cartographique «plan».
Google avait déjà proposé une analyse similaire à partir de ses propres données (rapport consultable ici).
Des données de «plan», deux informations sautent aux yeux. La première confirme l’analyse de Google et concerne la forte diminution des mobilités suite à la décision de confinement. La seconde, plus intéressante, met en évidence une rythmicité des mobilités normales, en époque de non restriction de la liberté de circulation. Ce rythme semble, pour la France, s’établir de manière régulière sur la semaine, avec un pic en fin de semaine et un effondrement le dimanche, et la forte corrélation des trois courbes semble suggérer qu’il s’agit d’un phénomène global, qu’il reste à expliquer, indépendant du mode de mobilité adopté. 
Cette régularité semble d’ailleurs se poursuivre à bas bruit en confinement, avec un choix privilégié pour l’utilisation de véhicules automobiles sur tout le pays, alors que cette rythmicité tend à s’estomper dans les grandes villes avec une moindre variabilité entre voitures et transports en commun.
La différence entre les données globales du pays et la somme de celles des métropoles permet d’obtenir la courbe des mobilités en province, avec alors le constat d’une nette prévalence pour les transports en commun dans les grandes villes et donc une plus grande utilisation des autres véhicules hors métropoles. 

Toutes ces «open data» devraient être exploitées à l’occasion de cette mise à disposition pour étudier les mobilités à la fois entre pays, entre régions, entre modes de déplacement, en situation normale, ce qui permettrait de faire des prévisions de sortie de crise, et en situation critique, afin d’anticiper ces mobilités en cas de nouvelle crise. Voici peut-être une opportunité de projet d’études pour l’ENSC.
Article source de Mac Generation (lien).
Accès aux données brutes (lien).

TECH : Techno hype - Gartner publie son cycle 2017.

L’institut de conseil et d'études technologiques Gartner est l'un des grands observateurs et analystes mondiaux de l'évolution des technologies. Il a théorisé au début des années 2000 les étapes de maturité et d'adoption de ces technologies innovantes qui semblent suivre une dynamique particulière appelée "cycle du hype". Ce cycle correspond ni plus ni moins à une courbe logistique bien connue en biologie cybernétique pour traiter de l'homéostasie ("processus opposants" de Sokoloff), que les experts de Gartner ont redécouvert ou en s'en inspirant pour l'appliquer aux évolutions technologiques. Le peu de publications sur le sujet de la part de Gartner laisse planer l'ambiguïté sur ces quelque 110 cycles proposés (payants), mais chacun sait que la science est un éternel renouvellement!

Mais qu'est-ce que veut dire "hype" ?
Littéralement, on peut traduire par "branché", "dans le coup",  "dans le vent". A l'origine, le terme vient du monde anglo-saxon de la couture et désigne le "battage" ou le "tapage médiatique", promu par certains médias à un moment donné (articles, reportages, éditoriaux, émissions tv, photos de starts portant de la "hype", etc.). Certains préfèrent la notion d’avant-gardisme suscitant d'abord une certaines méfiance, voire un refus, mais arrivant à percer grâce au battage et à la réputation des adeptes. Les trucs "hype" se diffusent par le "buzz".
Gartner observe ce qui est à la mode, participe par ses observations au tapage et fait donc le buzz. A force de répétition et de pouvoir de conviction, l'institut a imposé son cycle et en fait même commerce, en le protégeant probablement auprès de juriste qui n'ont jamais rien lu en biologie. Le buzz fait son effet, et le monde industriel et des technologies suivent la mode : en techno, et bien évidemment en électronique ou informatique, il faut être branché ! Sinon ça s'arrête et il faut rebooter...

Voyons de plus près : selon Gartner, chaque technologie innovante suit la dynamique de la "hype" (ou du "hype", comme l'on veut). Les technologies qui survivent passent par le phénomène "hype" théorisé en cinq stades. Ces étapes sont "déposées par Gartner" et correspondent à la perception de l'avancée de ces technologies par les experts et les industriels, et à leur popularité auprès du public.
Ce chemin traverse donc successivement les étapes de l'enthousiasme du début (innovation trigger), des attentes irrationnelles (peak of inflated expectations), du désenchantement ou de la désillusion (trough of disillusionment), du retour en lumière (slope of enlightenment), puis de la mise en productivité vers le succès (plateau of productivity).
D'après Gartner, qui se garde bien de publier les données sources sur lesquelles il s'appuie pour valider cette uniformité de parcours, toutes les technologies qui ont réussi telles que l'internet, le cloud, le big data, la 3G, le smartphone et les tablettes, etc. ont emprunté cette dynamique et ont franchi a leur propre vitesse les différentes étapes du cycle "hype".
Chaque été, l'Institut Gartner publie son édition annuelle, en précisant les états d'avancement et les délais nécessaires avant leur adoption à grande échelle pour chaque technologie potentiellement d'avenir.

L'an passé, Gartner indiquait par exemple le 16 aout (2016), les états suivants :
- enthousiasme pour la poussière intelligente, l'impression 4D et l'ordinateur quantique ;
- attente irrationnelle pour la blockchain, la maison connectée et les véhicules autonomes ;
- désillusion pour l'internet des objets, le machine learning et la réalité augmentée ;
- illumination pour la réalité virtuelle, le contrôle gestuel et l'impression 3D.
Ce 15 aout 2017, Gartner a publié (lien) :
- enthousiasme pour la poussière intelligente, l'impression 4D, l'homme augmenté et les BCI ;
- attente irrationnelle pour les robots intelligents, le machine learning, le deep et le smart learning ;
- désillusion pour les véhicules autonomes, la blockchain et la réalité augmentée ;
- illumination pour la réalité virtuelle.

En fait, Gartner indique trois tendances fortes.
1/ - L'intelligence artificielle généralisée (partout), avec l'IA générale mais aussi le deep et le machine learning, la poussière intelligente, les véhicules autonomes, l'informatique cognitive, les drones commerciaux, les interfaces de conversation, les robots et espaces de vie et de travail intelligents ...
Ces technologies suscitent les attentes les plus fortes que ce soit de la part du public, des experts ou des industriels.
2/- Les technologies d'immersion, avec l'impression 4D (objets qui peuvent changer de forme), les brain-computer interfaces, l'homme augmenté par les systèmes technologiques, et qui restent à des phases d'enthousiasmes. La réalité virtuelle, la réalité augmentée, les nanotubes électroniques ou la maison connectée sont plus proches de la maturité.
3/- Les plateformes digitales avec la 5G, la blockchain, l'internet des objets, l'informatique quantique, les systèmes neuromorphiques, le edge computing ...
Ces technologies sont chargées d'espoir et doivent pouvoir révolutionner le monde des usagers des technologies.
Voir le tableau synthétique ici (lien).

Tout cela est très "hype" ... On verra bien.

IA - TECH : Smart Dust, la poussière intelligente en réseaux pervasifs

La "poussière intelligente" (ou "smart bust"), parfois désignée au pluriel "poussières intelligentes" pour en surligner la diversité technologique, est un nom générique pour des systèmes qui combinent des éléments nanotechnologiques ou biotechnologiques, des systèmes énergétiques et de communication. Elle est constiuée de micro systèmes autonomes ou télécommandés, qui seront progressivement placés dans l'environnement, espaces publics et privés, externes comme internes, pour le meilleur et pour le pire.

Ces systèmes seront utilisés pour la surveillance et la gestion des risques, qu'ils soient (i) biologiques pour les malades ou des personnes saines tels que sportifs, enfants ou personnes âgées, enfants, etc., (ii) de l'habitat ou des véhicules pour la température, l'humidité, les intrusions ou les chocs ..., ou (iii) géologiques et environnementaux pour les activités sismologiques, les marées et intempéries, le contrôle des incendies et des pollutions, etc. et permettront de surveiller et remonter des informations pour déclencher des régulations ou provoquer des interventions. Plus intéressant, les chercheurs travaillent à doter ces micro-capteurs de capacités locales de calcul, de mémoire et de facilités de communication autonomes et auto-alimentés par la captation du mouvement, celle de fréquences radioélectriques ou de champs magnétiques.

Issus des premiers travaux de la DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) des années 1990, la poussière intelligente s'apparente à un ensemble de capteurs sensoriels ou grains d'échelle nanométrique reliés entre-eux dans un réseau auto-organisé en symbiose avec l'environnement, permettant de le quantifier en temps réel. Comme ces réseaux de capteurs sont composés de MEMS (microelectromechanical systems) micro- et nano-électromécaniques, aujourd'hui de la taille d'un grain sable et bientôt complètement invisible à l’œil nu, leur utilisation pourrait être généralisée pour permettre l'élaboration de systèmes informationnels denses et largement étendus, ultra précis et multi-spécialisés, sans être perceptibles et donc sans influencer les comportements des humains étudiés ou en interraction avec le milieu.

De tels micro-capteurs intelligents de demain sont développés par plusieurs laboratoires et entreprises. Ainsi, l'université de Berkeley, Intel et plusieurs start-up de la Silicon Valley (Californie, USA) consacrent-ils leurs efforts pour de multiples applications.

L'équipe d'Intel et l'université de Berkeley ont mis au point un système d'exploitation de ces réseaux, TinyOS. Il s’agit d’un logiciel libre, d’origine universitaire et construit sur le même modèle Linux. Il peut donc être repris et amélioré par de nombreux laboratoires ou entreprises, ce qui accélère les recherches. Aujourd’hui, Il permet d’exécuter des applications n'ayant besoin que de 24 ko de mémoire, disposant de fonctions de communication sans fil, et étant capables d'analyser la pertinence des données recueillies, d’en faire le tri et de ne transmettre que les informations utiles.

Un programme de recherche financé par la DARPA prévoit que de telles poussières pourraient être dispersées par avion sur les champs de bataille, les lieux de conflits ou les zones à contrôler pour observer en permanence les déplacements des militaires adverses, des terroristes ou simplement des populations civiles. Des essais concluant ont déjà eu lieu, dans le cadre du programme militaire baptisé NEST (Network Embedded Systems Technology), sur des zones d’essai désertiques de la Californie, avec des résultats satisfaisant montrant la capacité d’auto-organisation en réseau de tels composants. Plusieurs start-up californienne, telles que Crossbow Technology financée par Intel Capital pour accélérer le développement dual de tels microcapteurs intelligents et des applications civiles, ou Dust Inc., spin-off de de Berkeley pour développer la communications de milliers de MEMS, offrent déjà des applications diverses en dehors de la sphère militaire.

Des exemples sont étudiés pour que les poussières puissent être incorporés dans les brosse à dents pour détecter les problèmes dentaires ou valoriser les comportements de brossage satisfaisants des enfants, en permettant d’avoir à la fois une information sur les smartphones de des parents et d’informer directement le dentiste qui pourra anticiper ses rendez-vous et gérer ses stocks. Ce type de régulation trouve déjà sa place dans l'automobile haut de gamme où certains véhicules communiquent avec le service de maintenance de la marque.

Crossbow estime que la commercialisation de quelques capteurs de la génération actuelle, avec une carte électronique connectée à un PC, coûte une centaine de dollars, alors que le coût de la technologie CMOS pour la poussière intelligente du futur sera inférieur à 5 centimes par millimètre carré de dispersion de la poussière, et cela dans les très prochaines années. A ce prix, on pourra noyer l’environnement sous les capteurs, et Digital Sun, une autre star-up de San Jose, va commercialiser en 2018 des nano-sondes agricoles pour renseigner en permanence sur l'état de sécheresse des sols et ainsi adapter l'irrigation ou l’arrosage automatique en augmentant la performance et en économisant l’eau.

Le marché le plus porteur reste néanmoins celui de la sécurité des biens et des personnes. On imagine des puces incorporées dès la fabrication ou placées sur les objets à protéger. On peut concevoir des badges de clients ou d’employés dotés de tels composants, avec des capteurs répartis dans les portes, les murs, plafonds ou planchers ou certains endroits stratégiques des zones ou bâtiments à surveiller. La gestion de stocks des entrepôts, le contrôle des bureaux, la surveillance des salles ou des chambres des hôpitaux ou des hôtels, des cellules des prisons, peuvent être dévolues à de tels systèmes.

La société Nox Defense propose des solutions basées sur le saupoudrage des sols par de la poussière d’identification (ID-Dust), sorte de fibres optiques nanométriques qui se collent aux semelles des intrus ou cambrioleurs sans qu’ils en aient connaissance, permettant de les retrouver et surtout de les suivre à la trace grâce à des applications cartographiques sur smartphones. Simply RFiD, la société mère de Nox Defense, rapporte que son système est déjà utilisé par certains services de renseignement contre le terrorisme, ou de sécurité des aéroports. Ces puces sont très bon marché, moins de 20 centimes l’unité, et reposent sur une technologie passive, c’est-à-dire sont indétectables par les dispositifs de contre-surveillance électronique.

Ainsi, des applications potentielles sont en train de voir le jour, avec un objectif de prévention médicale et de santé, de meilleure maitrise de l’environnement et des ressources, ou de sécurité permanente, dans des espaces pervasifs hyperconnectés. Un rapport d'EY(Ernst & Young) prévoit d’ailleurs que "nous serons bientôt équipés chacun de 10.000 micro-capteurs" et que "des milliers d'ordinateurs s'occuperont de nous, et nous ne serons plus en mesure d'intervenir directement sur chacun d'entre eux".

IA - SHS : La Réalité Virtuelle s'invite dans les sciences du comportement à Berkeley.

L'Université de Stanford avait déjà son "Virtual Human Interaction Lab." (VHIL). L’université de Berkeley ouvre son laboratoire dédié à la recherche sur la réalité virtuelle (RV) au sein de son "Centre pour la Cognition Augmentée" (CAC). 

Le but est d'évaluer l'impact psychologique et comportemental de la RV sur l’être humain. Le "UC Berkeley Immerex Virtual Reality Lab." est organisé en joint venture entre l'université et une société de Santa Clara (Californie, USA), Immerex. Celle-là propose des lunettes de RV couvrantes et légères, ce qui est original par rapport aux autres solutions qui correspondent généralement à des casques classiques (lien).

IA : More than Moore - la Loi de Moore revisitée.

C'est officiel ... pour le moins pour les scientifiques.

Dans un article publié le mois passé dans "Nature" (ici), Mitchell Waldrop, éditeur de la revue et spécialiste de l'IA et des sciences de la complexité, annonce une rupture fondamentale avec la "Loi de Moore" dans la conception des microprocesseurs.

Depuis quelque cinquante ans, le développement des composants électroniques répond à un principe selon lequel leur nombre se multiplie régulièrement sur chaque puce pour chaque période temporelle. Cette loi, dite "Loi de Moore", décrivant ce développement exponentiel a subi plusieurs adaptations. Une version "Moore v1.0" est initialement publiée en 1965, prévoyant le doublement des semi-conducteurs sur les chips tous les 12 mois (x2<->1 an). La version "Moore v2.0" de 1975 dispose qu'un doublement des transistors est prévu tous les 2 ans (x2<->1,96 an). Enfin, une version plus générale "Moore v3.0", en 1992, s'accorde sur un doublement de n'importe quelle caractéristique (puissance, capacité, vitesse, fréquence…) tous les 18 mois (2<->1,5 an) avec la "feuille de route" de la « Semiconductor Industry Association » (SIA). On le voit, le développement est expansif et illimité, abordant rapidement des vitesses de développement de plus en plus faramineuses.

Pourtant, cette loi n'est plus adaptée aux générations d'objets connectés. On aborde donc une nouvelle adaptation, une version 4.0 que l'on désigne par l'expression « more than Moore ».

Les microprocesseurs de cette époque nouvelle consomment déjà moins d'énergie et intègrent de multiples capteurs. Ils contiendront bientôt d'autres éléments structuraux tels que des puces GPS, de la mémoire vive d'inspiration biologique, des puces Wi-Fi ou autres destinées à la communication des objets entre eux, des gyroscopes, accéléromètres, boussoles ou même sextants. L'époque est aux "puces hautement intégrées". Cette évolution révolutionne la loi de Moore en ce sens qu'elle apporte des propriétés bien plus importantes qu'un processeur deux fois plus rapide que le précédent pourrait le faire. Ce principe est défini dans l’« International Technology Roadmap for Semiconductors » (ITRS) de 2013. L'histoire de cette modification trouve sa source dans deux contraintes majeures.

La première débute en 2000 quand il devient évident qu'une "mise à l'échelle géométrique" qui correspond à la réduction de la taille des composants pour avoir plus de transistors sur une même surface, touche à sa fin. Les modifications techniques imposées aux composants pour leur faire suivre la loi de Moore amène en 2011 à passer à la conception 3D de transistor en silicium de 22 manomètres (1nm=10^^-9m). Émergent alors plusieurs types de problèmes inhérents d'une part à la taille des transistors par rapport à la longueur d'onde qui les parcourt, et d'autre part à la chaleur produite par rapport à la fréquence du processeur. Des constructeurs se voient obligés de repousser leur conception des transistors de taille inférieure. Ainsi Intel qui prévoyait des tailles de 10nm en 2016 se voit contraint de les annoncer au mieux pour la fin 2017. Avec un tel décalage, la limite physique de 2 ou 3 manomètres ne serait pas atteinte avant 2020.

La seconde contrainte est celle de la "Loi de Rock". Celle-là postule que le coût de conception et de fabrication d'une nouvelle puce double tous les quatre ans. Or la logique de l'exponentiel impose très rapidement des coûts prohibitifs.

Pas d'autre solution que de changer de logique, et c'est ce qu'à fait l'ITRS en adoptant dès 2014 une feuille de route hors loi de Moore, dans une logique du « more than Moore » pour l'Internet des objets. Cette profonde mutation vient d'être officialisée par la publication de "Nature" (lien).

TECH : Une puce 60 fois plus rapide que les actuelles.

Le brouillage et l’interception des communications des ennemis sont deux clefs fondamentales de la tactique militaire. Avoir le contrôle sur les ondes électromagnétiques devient aussi important que d’avoir des armes efficaces pour gagner un conflit. Le centre de recherche et développement de l’armée américaine (DARPA) vient de mettre au point une puce de conversion analogique-digital ou ADC (Analog-Digital Converter) qui serait dix fois plus performante que les technologies existantes. Réalisée selon une nouvelle conception, cet ADC permettrait aux équipes sur le terrain de disposer d'une large bande d'analyse, permettant de réagir beaucoup plus rapidement à d’éventuelles attaques électroniques.
La fréquence d’échantillonnage du nouvel ADC peut aller jusqu’à 60 GHz, soit plus de 60 fois celle  des technologies du marché. Cette très haute fréquence d’échantillonnage permet d’acquérir des ondes électromagnétiques à très haute fréquence et de surveiller un spectre allant de 0 à 30 GHz. Cette puce permettrait alors de couvrir la très grande partie des techniques de communications actuelles : FM, télécoms, satellites, radars, etc.
Lien vers l'annonce de la DARPA (ici).

IA - SHS : Ford passe aux wearables.

Le constructeur automobile Ford est un adepte du numérique. Ses laboratoires sont habitués à mener des études de développement numérique et des expérimentations d'usage.

Début 2016, Ford annonce l’ouverture d’une nouvelle unité du Ford Research and Innovation Centre, installée au siège du constructeur à Dearborn (Michigan - USA) et chargée d'une recherche orientée spécifiquement vers les "wearables".

Le principe théorique est le suivant. La majorité des conducteurs et autres usagers des automobiles sont ou vont devenir porteurs de dispositifs connectés mesurant des paramètres biologiques ou autres en permanence : montres, bracelets, lunettes ou autres dispositifs connectés. Leurs données peuvent fournir de l'information à la voiture qui pourrait l'exploiter en ligne dans une forme de "réactivité spontanée du véhicule en fonction de l’état de santé, d’éveil ou de stress du conducteur".

Ainsi, l’assistance au maintien de trajectoire par suivi des lignes de matérialisation de la chaussée ou "lane keeping" pourrait être modulée en intensité selon des informations issues de la montre du conducteur signalant son niveau de performance, de fatigue ou d'éveil, et l’accélération du pouls pourrait déclencher le "cruise control" en fonction de la cartographie et de la densité du trafic, etc. À l’opposé, la nécessité de reprise en main de la conduite pourrait être sollicitée par vibration du bracelet et la détection des baisses de vigilance pourrait induire des stimulations attentionnelles. Le but est de développer des concepts de véhicules semi-autonomes, avec à terme le développement d'un espace intégré de monitoring de l'humain. En effet, puisque l'usager automobile passe beaucoup de temps dans son véhicule, celui-ci peut devenir un moyen de surveiller sa santé et ses rythmes, en rappelant au conducteur des heures de prise de médicaments, en anticipant des trajets vers des rendez-vous médicaux, etc.

Le véhicule Ford doit devenir selon le constructeur un nouvel équipement informationnel intégré.