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Des RFID en poudre
Jean-Paul Baquiast - 09/03/07

Dans son livre Sous l'oeil des puces (voir notre rubrique "livres en bref"), Michel Alberganti attire l'attention sur les avantages mais aussi les risques pour les libertés publiques, que l'usage immodéré des puces RFID peut faire prévoir. Dans notre court commentaire, nous avions eu tendance à minimiser lesdits risques. Qui peut s'intéresser à mes modestes faits et gestes?

Un cheveu est photographié pour donner l'échelle des RFID. Mais peut-être devrons nous revoir ce jugement, avec l'apparition et l'utilisation probablement très proche de puces RFID d'un diamètre de 0,05 millimètre carré, si l'on en croît la revue Technovelgy.com. Ces puces, fabriquées par Hitachi, seraient le développement de l'actuel Mu-Chip de 0,4 millimètre carré (une géante par comparaison). Elles comprennent une mémoire ROM de 128-bit pouvant mémoriser un mot de 38 digits. Hitachi utilise des canons à électrons nouveaux pour la production de composants miniaturisés. Les puces sont si petites qu'elles peuvent être incorporées de façon invisible dans n'importe quel support, même un papier très fin. Elles peuvent aussi servir à identifier des individus sur lesquels elles seraient projetées sans qu'ils s'en aperçoivent. Il s'agit vraiment de la poussière intelligente ou smart dust décrite dans les articles d'anticipation.

Pour en savoir plus
Voir Technovelgy.com : http://www.technovelgy.com/ct/Science-Fiction-News.asp?NewsNum=939
Sur le Mu-chip, voir Hitachi : http://www.hitachi.co.jp/Prod/mu-chip/p0001.html


Mieux comprendre le câblage des neurones ?
JPB/CJ - 09/03/07

Pour comprendre le fonctionnement du cerveau, il faudrait en obtenir le schéma de câblage, c'est-à-dire la façon dont les cent milliards de neurones s'y interconnectent. Vaste programme, mais il faut commencer par le commencement.

Neurone infecté par le virus de la rage © NeuronC'est ce qu'annoncent avoir fait, dans le journal Neuron du 1er mars 2007(1), des chercheurs du Salk Institute, associés avec des collègues allemands. Ils ont identifié toutes les connections d'un neurone unique. Pour cela ils ont modifié le virus de la rage afin den faire un outil pouvant traverser les espaces intersynaptiques d'un neurone cible, afin de faire apparaître tous les neurones auxquels il est directement connecté.

La démarche suivante consistera à produire une souris transgénique exprimant des gènes spécifiques dans une certaine classe de neurones. Tous les neurones du type sélectionné exprimeront le récepteur viral et les protéines correspondantes. Le virus modifié ne s'étendra qu'aux cellules connectées. Une carte de câblage pourra alors être construite pas à pas, grâce à l'observation par imagerie des populations concernées. Le virus recombinant de la rage peut contenir des gènes pour toutes les protéines jugées intéressantes. Une fois un circuit neural identifié, il pourra être désactivé, afin d'observer son rôle fonctionnel. Mais faudra-t-il refaire l'opération quelques milliards de fois pour comprendre un cerveau fut-il de souris?

Le projet est financé par les National Institutes of Health et par la Deutsche Forschungsgemeinschaft. Parmi les auteurs se trouve le Ph.D Karl-Klaus Conzelmann, du Ludwig Maximilian University de Munich.

Plus compliqué qu'il ne semblait

Ne nous réjouissons pas trop de l'avancée précédente, car dans le même temps des chercheurs de l'université de Bonn (dirigés par le Dr. Dirk Dietrich) suggèrent que l'information ne passe pas seulement d'un neurone à l'autre par les synapses. Il semblerait que les neurones secrètent des neurotransmetteurs (en l'espèce le glutamate) tout au long de leur axone, lesquels excitent les cellules voisines. Ceci tout au moins se produirait dans la matière grise où les neurones et les dendrites sont étroitement entrelacées. Faudra-t-il alors repenser l'hypothèse traditionnelle concernant la transmission de l'information chimique par les seules synapses? L'étude explique également pourquoi l'excès de glutamate peut provoquer des effets nuisibles sur le fonctionnement du système nerveux.

Rappelons pour notre part que d'autres formes de communication existent entre neurones, utilisant des ondes électriques. Par ailleurs les astrocytes sont également impliquées dans un certain nombre de cas.

(1) "Monosynaptic Restriction of Transsynaptic Tracing from Single, Genetically Targeted Neurons", par par Ian R. Wickersham, David C. Lyon, Richard J.O. Barnard, Takuma Mori, Stefan Finke, Karl-Klaus Conzelmann, John A.T. Young et Edward M. Callaway - Neuron, Volume 53, Issue 5 (1er mars 2007) , pages 639-647 Lire l'abstract

Pour en savoir plus
http://www.salk.edu/news/releases/details_20070228a.php
L'étude de l'université de Bonn:
http://www.eurekalert.org/pub_releases/2007-02/uob-bwm022707.php


Une pétition européenne pour l'accès ouvert aux résultats des recherches scientifiques financées sur fonds publics
JPB- 09/03/07

Lancée en janvier 2007 à l'initiative de 5 universités européennes, cette pétition a déjà recueillie plusieurs milliers de signatures de chercheurs, bien qu'elle n'ait eu que peu d'échos dans les médias. Elle s'inscrit dans l'esprit du mouvement inauguré par les militants du logiciel libre et de l'accès libre aux sources. Elle s'inscrit également dans les recommandations récentes de l'Union européenne: "Study on the Economic and Technical Evolution of the Scientific Publication Markets of Europe" .

L'idée est simple. Il n'y a pas de raison de faire payer deux fois les contribuables, d'une part via l'impôt pour le financement de la recherche et d'autre part via la revue scientifique traditionnelle privée dont l'accès est généralement tarifé à des prix souvent élevés. Ces revues s'élèvent évidemment contre la démarche, mais les chercheurs ont d'excellents arguments pour défendre l'accès libre, que nous ne reprendront pas ici.

Il faudrait par contre, là encore, que l'Union européenne s'engage davantage que par de simples recommandations. Elle doit négocier avec les Etats-membres une disposition commune intéressant tous les laboratoires et universités du secteur public en Europe. A une époque où tout le monde déplore le retard de l'Europe dans la prise de conscience du rôle des recherches scientifiques pour la croissance, cette disposition serait de salut public. 09/03/07

Pour en savoir plus
Signer la pétition: Petition for guaranteed public access to publicly-funded research results http://www.ec-petition.eu/
Study on the Economic and Technical Evolution of the Scientific Publication Markets of Europe http://ec.europa.eu/research/science-society/pdf/scientific-publication-study_en.pdf
Article de BBC News http://news.bbc.co.uk/2/hi/technology/6404429.stm


Un projet européen pour concevoir des robots capables d'émotions
JPB/CJ - 08/03/07

Ce nouveau projet financé par l'Union européenne consiste à concevoir des robots dotés d'une conscience émotionnelle, capables d'interagir avec les humains dans leur cadre de vie quotidien et de se développer d'un point de vue émotionnel répondant ainsi aux besoins de leur propriétaire. L'initiative FEELIX GROWING (FEEL, Interact, eXpress : a Global appRoach to develOpment With INterdisciplinary Grounding - FEEL, Interact, eXpress : une approche globale du développement sur des bases interdisciplinaires) regroupe des partenaires de domaines aussi variés que la psychologie développementale et comparative, la neuro-imagerie, l'éthologie et la robotique.

Lola CanameroLe projet est financé au titre du programme-cadre de recherche et de développement (PCRD) au sein du domaine thématique sur les technologies de la société de l'information (TSI), pour une somme de 2,5 millions d'euros et s'étendra sur trois ans et demi. « Plutôt que de tout apprendre aux robots destinés à vivre avec des humains, nous devrions leur apprendre à grandir aux côtés de leurs utilisateurs humains afin qu'ils se développent en harmonie avec eux », explique la coordinatrice du projet, Lola Canamero, de la faculté d'informatique de l'Université de Hertfordshire. « Par exemple, si un humain fond en larmes, le robot apprendra progressivement s'il est préférable d'essayer de le réconforter ou de le laisser seul. » Les robots développés dans le cadre du projet seront dotés de caméras et de capteurs conçus pour détecter des paramètres tels que la chaleur, le toucher et la distance afin de relever des indices non-verbaux offrant des informations sur l'état émotionnel de la personne.

L'idée n'est pas originale, puisque de plus en plus de robots sont développés par interaction émotionnelle avec des humains. Mais l'Europe n'étant pas très avancée dans le domaine des réalisations, ce projet est le bienvenu. On peut quand même s'interroger sur la modicité de la somme allouée à son financement vu le grand nombre des partenaires. Verra-t-on jamais un prototype opérationnel dans un délai raisonnable?

Les robots devront-ils être humanoïdes ou non ?

Les chercheurs japonais, beaucoup plus avancés que le reste du monde dans la réalisation de robots destinés à venir en aide aux personnes handicapées, se posent une question qui n'est triviale qu'en apparence. Faut-il ou non développer en ce but des robots humanoïdes? La perfection des techniques simulant la vie est devenue telle que de tels robots peuvent avoir d'excellents effets sur certaines personnes, mais de très mauvais sur d'autres. Il est probable que, dans l'impossibilité de trancher ce noeud gordien, les Japonais produiront les deux "lignées" de robots, qui se développeront dans une sorte de compétition darwinienne - dont l'Europe, répétons-le, sera sans doute absente, vu le peu d'intérêt qu'elle manifeste pour la robotique évolutionnaire(1) .

Robot socialQuoi qu'il en soit, une partie importante du projet reposera sur la compréhension des différences culturelles entre les pays concernant l'acceptation des robots. Ainsi, les partenaires de l'initiative Feelix Groowing travailleront en étroite collaboration avec les scientifiques de l'Institut technologique du Massachussetts (Massachusetts Institute of Technology) aux États-Unis et le Laboratoire de recherche en communication (Communications Research Laboratory) au Japon.

D'ici la fin du projet en mai 2010, les partenaires du projet espèrent disposer de deux prototypes de robots possédant les aptitudes nécessaires leur permettant de travailler dans un environnement domestique et un cadre de soins.

(1) On trouvera dans l'article de "Electronic design" référencé ci-dessous de bonnes images des deux espèces de robots en devenir.

Pour en savoir plus
Le projet européen http://www.feelix-growing.org/
Article de Electronic Design
http://www.elecdesign.com/Articles/Print.cfm?AD=1&AD=1&ArticleID=14763


Le robot autonome d'exploration sous-marine DEPTHX)
Jean-Paul Baquiast 07/03/07 (
source Space.com)

le robot DEPTHXL'entreprise Stone Aerospace a réalisé un robot aquatique autonome capable de plongées profondes et prolongées, le Deep Phreatic Thermal eXplorer (DEPTHX). Cet engin est destiné à expérimenter des robots analogues susceptibles d'explorer les eaux inconnues supposées se trouver sous la croûte de glace du satellite de Jupiter, Europa.

Pour le moment, le robot procède à des plongées dans un puits géothermique de 115 mètres, situé au Mexique, La Pilita. Une autre plongée est programmée dans le puits El Zacatón dont la profondeur est estimée à 282 mètres, bien qu'aucune mesure précise n'en ait encore été effectuée.

Ce projet fait partie d'un programme de $5 millions de dollars financé par la Nasa. L'objectif est de développer des technologies robotiques sous-marines visant à rechercher des formes de vie extraterrestres dans l'immense océan supposé exister sous la surface de Europa. S'il s'agit bien d'eau liquide, les exobiologistes estiment très possible d'y trouver des formes de vie extraterrestres, dont la découverte aurait une portée scientifique et philosophique immense. Le projet associe, sous la direction scientifique de la Nasa, des chercheurs de Stone Aerospace, Carnegie Mellon University, Colorado School of Mines, University Colorado and Southwest Research Institute. Le financement provient du programme de la Nasa dit Astrobiology Science and Technology for Exploring Planets.

Le DEPTHX pèse 1,3 tonnes et mesure 2,5 m. de large. Il peut manoeuvrer dans les 3 dimensions avec l'aide de 6 propulseurs. Il plonge jusqu'à 1000 mètres. Il est équipé de 36 calculateurs, 56 senseurs sonar et d'autres capteurs de profondeur et de vitesse. Son principal système de guidage est le système SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) qui lui permet d'utiliser ses différents capteurs pour élaborer une carte du terrain qui lui servira simultanément à se situer.

Rappelons que la sonde New Horizon de la Nasa a rejoint Jupiter le 28 février dernier, afin de prendre automatiquement des clichés de la planète et de ses lunes. Ceux ci-mettront 45 minutes pour atteindre la Terre.

La navigation autonome ne sera pas la seule aptitude du robot. Il sera doté aussi d'outils d'analyse destinés à étudier une microbiologie éventuelle que révèlerait des modifications dans les gradients chimiques du milieu. Il pourra également récupérer des échantillons solides et liquides qui dans un premier temps servirons à identifier la vie existant dans les cenotes de La Pilita et de El Zacatón. Le robot pourra aussi explorer à la recherche de la vie d'autres milieux terrestres actuellement inaccessibles, tels que les lacs sous-antarctiques.

Pour en savoir plus
Sur le SLAM, voir notre article “précurseur” de 2003 http://www.automatesintelligents.com/labo/2003/juil/slam.html


Neuro-imagerie à l'échelle du neurone
Jean Paul Baquiast 07/03/07

Le Journal du CNRS présente ce mois-ci une innovation qui devrait améliorer considérablement la façon dont les neuro-scientifiques pourront examiner le fonctionnement du neurone in vivo. On sait que les méthodes actuelles sont invasives (supposant la greffe de multi-électrodes) et globales, ne permettant pas d'individualiser l'observation au niveau du neurone individuel. Quand elles ne sont pas invasives, c'est-à-dire quand elles visent à capter les ondes cérébrales, elles sont encore plus globales et sont limitées, sauf en ce qui concerne l'électro-encéphalographie intra-crânienne, aux couches superficielles du cortex.

Le Cellvizio © Mauna Kea TechnologiesUne équipe du CNRS, Pierre et Marie Curie, UMR 7102, Neurobiologie des processus adapatatifs (P. Vincent, U. Maskos, I. Charvet, L. Bourgeais, L. Stoppini, N. Leresche, J.-P. Changeux, R. Lambert, P. Meda, D. Paupardin-Tritsch, « Live imaging of neural structure and function by fibred fluorescence microscopy », EMBO Rep., 2006) propose une nouvelle méthode d'imagerie. Elle utilise un Cellvizio, développé par la start up Mauna Kea Technologies. "Son principe repose sur une fibre optique de seulement 300 micromètres de diamètre et de deux mètres de long. Elle sert de « guide d'image ». L'idée est simple : au lieu d'approcher un volumineux système d'acquisition d'images – objectif d'un microscope, caméra dans une sonde, etc. – au plus près de l'organe à filmer, voire carrément dedans, nous guidons l'image de l'organe jusqu'à l'appareil d'acquisition. La lumière conduite par la fibre optique excite d'abord les cellules qui émettent alors de la fluorescence. C'est ce signal qui est ensuite capté par la même fibre optique". Le Cellvizio est déjà utilisé pour observer de l'intérieur de nombreux organes, au niveau cellulaire.

Le procédé a été perfectionné pour en faire un appareil de mesure et pas seulement d'acquisition d'images. Avec diverses améliorations (voir article), on peut suivre en temps réel les effets dans la cellule de la dopamine, de la sérotonine et d'autres neuromodulateurs impliqués dans le contrôle des facultés cognitives et émotionnelles, afin d'améliorer les produits médicamenteux.

L'article ne précise pas s'il est envisageable d'introduire de tels sondes dans le cerveau humain sans perturber le patient. Dans l'observation des fonctions cérébrales animales par contre, le dispositif semble ne pas poser de problèmes.

Pour en savoir plus
Article du CNRS : http://www2.cnrs.fr/presse/journal/3287.htm
UMR 7102 : http://npa.snv.jussieu.fr/index_NPA.htm
MKT :http://www.maunakeatech.com/sai/intro. Le site donne de nombreuses informations sur le Cellvizio et ses applications.


Des pigeons chinois télécommandés comme des robots ?
Christophe Jacquemin 04/03/07

Photo : Thierry Lafaille/Christophe JacqueminLes ingénieurs du Centre de recherche en technologies de génie robotique à l’Université de Science et de Technologie de Shandong (Est de la Chine) affirment avoir réussi à contrôler le vol de pigeons au moyen d’électrodes implantées dans leur cerveau. Dans une déclaration à l'agence de presse Xinhuon(1), les chercheurs auraient expliqué que leurs électrodes permettraient de commander aux pigeons de voler vers la gauche ou la droite, vers le haut ou le bas. «Les implants stimulent diverses régions du cerveau du pigeon en fonction des signaux transmis au moyen d’un ordinateur, forçant les oiseaux à obéir aux commandes émises», précise Su Xuecheng, directeur de l'équipe.

Il s’agirait ici d'une première mondiale sur des pigeons. Rappelons que Su Xuecheng avait déjà affirmé avoir connu un premier succès en 2005 sur des souris(2). Aujourd'hui, l'équipe travaille à l'amélioration les appareils utilisés dans le cadre de l’expérience et espèrent que la technologie pourra éventuellement servir à des applications concrètes, sans toutefois préciser l’utilisation envisagée de ces pigeons cyborgs.

Applications militaires en vue ?

(1) Dépêche reprise par l'agence Reuters le 27 février dernier.
(2) Précédé en 2002 par Sanjiv Talwar de l'université d'état de New York/Downstate Medical Center, avec ses études sur les rats (voir notre actualité du 02/05/2002 : Les "Ratbots", premiers rats robotisés).


Un ordinateur quantique commercialisé dès 2008 ?
Christophe Jacquemin
03/03/07

La société D-Wave Systems a récemment présenté à Moutain View (Silicon Valley - Californie) - puis à Vancouver (Telus World of Science) - son système Orion, démonstration du concept d'un prototype d'ordinateur quantique à 16 qubits dont elle annonce la commercialisation... dès l'an prochain !

Effet d'annonce ? En tous cas, bien que tous les problèmes ne soient pas encore résolus, et forte d'un financement de capital-risque de 22 millions de dollars canadiens, cette start-up canadienne aime à se définir comme le "premier et unique fournisseur de systèmes de calcul quantique conçus pour faire fonctionner des applications commerciales"(1).

Présentation de D-Wave - reconnaissance des formes appliquées à la recherche de molécules dans une banque de données © D.RLes démonstrations ont porté sur 3 applications (une ayant trait à la bioinformatique et les deux autres à des problèmes d'optimisation) :
1) reconnaissance de formes appliquées à la recherche de molécules dans une banque de données [association ou conflit de graphes] ;

2) résolution d'un problème de sudoku ;

3) arrangement d'un plan de table (affectation de la place des convives par affinités de personnes).

Avec 16 qubits [ce qui constitue déjà une belle prouesse], Orion est encore loin des supercalculateurs. D-Wave, en tous cas, annonce sans complexe le lancement d'une version à 32 qubits d'ici à la fin de l'année, puis des versions à 512 qubits et 1024 qubits pour 2008 !

S'agit-il ici d'un fabuleux saut technologique ou plutôt d'un effet d'annonce pour lever plus de fonds auprès d'éventuels investisseurs ? Comment vraiment le savoir puisque la start-up n'a pas permis l'inspection de la machine durant ou après les démonstrations. Les opérations étaient en effet télécommandées à distance depuis un ordinateur portable, le système Orion étant physiquement localisé a Burnaby (Canada), "le système étant trop sensible pour être facilement transportable", selon les déclarations de la compagnie, dont on peut penser qu'elle souhaitaient aussi protéger ainsi le secret industriel. Mais selon Geordie Rose - co-fondateur de D-Wave - les résultats de la démonstration devraient être soumis à examen par des pairs, en vue d'une publicaton dans un grand journal scientifique.

Quoi qu'il en soit, et en attendant la commercialisation directe annoncée, D-Wave prévoit dans son business plan de louer prochainement le temps de calcul d'Orion (le client envoyant via internet le problèmeà résoudre).
Dès le courant de ce deuxième trimestre 2007, un système Orion devrait par ailleurs être mis gratuitement à disposition de la communauté scientifique avec l' objectif d'obtenir des chercheurs l'élaboration d'algorithmes quantiques pouvant être implémentés dans la machine.

A suivre de très près, donc.

(1) Notons cependant qu'il existe déjà de telles entreprises, spécialisées par exemple dans la cryptographie quantique. Voir notamment http://www.idquantique.com.

Pour en savoir plus :
Lire notre article complet, qui détaille le fonctionnement de cet ordinateur quantique
Site de D-Waves Systems : http://www.dwavesys.com


La plus petite voiture à hydrogène du monde
Christophe Jacquemin 22/02/07

H-Racer, modèle réduit de voiture à hydrogèneVoici H-Racer, la plus petite voiture à hydrogène du monde. Avec son moteur électrique mû par une pile à combustible (PAC) alimentée à l'hydrogène, ce modèle vient nous montrer ce que peut être le futur non polluant de l'automobile : un pot d'échappement qui rejette... de l'eau pure (sous forme de vapeur d'eau).
Mais pour l'instant, ce modèle conçu à Shangaï par Horizon Fuel Cell Technologies n'est qu'un modèle réduit, que l'on peut piloter grâce à une télécommande.
MesurantH-Racer, modèle réduit de voiture à hydrogène 16 cm de long pour 7 de large, H-Racer peut être acheté sur internet. L'ensemble contient le châssis de la voiture, la voiture, la télécommande, le cylindre de stockage d'hydrogène, la valve d'entrée pour le ravitaillement en combustible, la pile à combustible et, à la différence des vraies voitures à hydrogène, la station de ravitaillement (équipée d'un panneau solaire) qui va avec. L'hydrogène y est produit par décomposition chimique de l'eau avec l'apport de l'énergie solaire. Le gaz récupéré est ensuite trasnmis à la voiture via un tube de plastique.

Aucun danger d'explosion ou d'incendie : le réservoir ne contient qu'une très petite quantité d'hydrogène, permettant au prototype de rouler sur une centaine de mètres. Ensuite, il faut recharger...

Voici un jouet éducatif qui permettra au jeunes (et aux moins jeunes) de bien comprendre le fonctionnement des futurs voitures qui devraient peupler nos routes d'ici une dizaine d'années.

Prix de vente : 115 dollars (hors frais de port, sur le site d'Horizon Fuel Cell) ; autour de 150 euros (hors frais de port, par exemple sur le site imaginascience).

Pour en savoir plus :
Film de démonstration
Site d' Horizon Fuel Cell
Site d'Imaginascience


Les filaments mycéliens, autoroutes souterrains pour les bactéries
Christophe Jacquemin 16/02/07

Filaments  mycéliens de fusarim oxysporum dans le sol, vus au microscope à balayge laser  © Dr. Thomas Neu/UFZL'équipe de Lukas Y. Wick du Centre Helmholtz de recherche en environnement (UFZ) de Leipzig (Allemagne) vient de montrer que les filaments mycéliens jouaient dans le sol un bien plus grand rôle dans la dissémination des bactéries que ce que l'on suspectait jusqu'à présent. Ces travaux publiés récemment dans la Revue Environmental Science & Technology(1) sont une véritable première : ils montrent que des bactéries peuvent se déplacer sur de grandes distances dans le sol, en empruntant les drôles d'autoroutes que constitue la membrane de ces filaments.
Sachant que l'air et un manque d'humidité créent une barrière à la mobilité des bactéries dans le sol (frein à leur pénétration jusqu'à des substrats souillés par les polluants par exemple), les expériences menées par les chercheurs montrent que favoriser ces "voyages autoroutiers champignonesques" pourraient aider à accélérer la remédiation de la terre souillée, en utilisant les bactéries qui décomposent les substances nocives.

Il faut savoir que les champignons font partie des plus gros producteurs de biomasse et un seul gramme de terre arable peut contenir jusqu'à 100 mètres de réseau de filaments mycéliens, chaque filament présentant un diamètre de l'ordre de 10 micromètres, soit un septième de celui d'un cheveu humain

Bactéries sur des filaments mycéliensPour prouver que des bactéries pouvaient se déplacer dans le sol le long de ces réseaux fongiques, les chercheurs ont reconstitué un sol artificiel composé, de haut en bas, du polluant, d'une couche de séparation avec des billes de verre, de terre non contaminée et de bactéries Pseudomonas putida(2). Par le chimiotactisme(3), celles-ci donc dû traverser toutes ces couches avant de parvenir au phénanthrène, un hydrocarbure aromatique polycyclique produit par la combustion (stations services, gaz d'échappement, feux de forêt, fumée de cigarette, vieilles usines à gaz municipales...).

Le fait d'obliger Pseudomonas putida à lutter contre la gravité pour atteindre le polluant permet d'éliminer l'hypothèse selon laquelle ces microorganismes pourraient être transportés par l'eau présente dans les sols.
Ainsi, lors de cette expérience, les bactéries ont atteint l'hydrocarbure seulement dans les zones où un réseau de champignons était présent. Dans l'expérience parallèle identique sans mycélium, les bactéries ne pouvaient pas surmonter les barrières.

Si un seul type de bactéries a été employé dans l'expérience modèle, il faut savoir qu'il existe un nombre innombrable de bactéries différentes dans la nature. Pour lesquelles d'entre elles y-a-t-il un avantage à être mobiles ? Les scientifiques n'en sont pas encore à avoir compris l'ensemble des processus présents dans le sol...
Le but des chercheurs est maintenant de modéliser des paysages microbiens et d'étudier les effets obtenus sous l'influence de différents facteurs.

(1) "Effect of Fungal Hyphae on the Access of Bacteria to Phenanthrene in Soil", Environ. Sci. Technol. 2007, 41, pages 500-505.
(2) Bactéries avides d'hydrocarbures, dont elles décomposent les composés de carbone pour produire l'énergie et les substances dont elles ont besoin pour vivre.
(3) Fait que les bactéries mesurent la concentration de leur produit chimique cible et se déplacent alors là où la concentration est en est plus haute automatique. Une espèce de pilotage automatique, en quelque sorte.

Pour en savoir plus :
Communiqué de presse du Centre Helmholtz de recherche en environnement (Helmholtz Centre for Environmental Reserch (UFZ) : http://www.ufz.de/index.php?en=10837


Insectes en pilotage automatique
Christophe Jacquemin 14/02/07

Une équipe de chercheurs dirigée par Nicholas a découvert à l'aide d'un robot volant spécialement conçu comment les insectes volants se servent d'indices visuels pour s'envoler, maintenir leur altitude et se poser. Financés par l'UE au titre du cinquième programme-cadre et le Centre national français de la recherche scientifique (CNRS), ces travaux sont publiés par le magazine Current Biology(1).

Tout comme le pilote humain, l'insecte utilise sa vision pour se piloter dans les airs. Les signaux électriques issus de son œil à facettes excitent, par l'intermédiaire de neurones spécialisés, les muscles des ailes permettant à l'animal de redresser son vol et d'éviter les crashs. Ces mêmes neurones seraient-ils impliqués dans une sorte de « pilote automatique » ? C'est ce que viennent de démontrer Nicolas Franceschini, Franck Ruffier et Julien Serres, spécialistes de biorobotique au laboratoire Mouvement et perception (CNRS/Université de la Méditerranée) à Marseille, en mettant en évidence un automatisme appelé « régulateur de flux optique » (FO) commandant la force de sustentation. Pour arriver à ces résultats, les chercheurs ont modélisé la navigation d'un insecte au dessus du sol à partir d'expériences réalisées sur le robot volant OCTAVE, un micro-hélicoptère captif qui parvient à reproduire nombre de comportements naturels énigmatiques.

Le robot OCTAVE © CNRS/Hubert RAGUET
OCTAVE est un hélicoptère captif de 100 grammes doté de vision. Son œil ventral observe le relief survolé à 3m/s et mesure le flux optique de translation grâce à un neurone détecteur de mouvement (de masse 0,8 gramme) dérivé de la mouche. Né d’une formalisation du comportement visuomoteur du moustique et du criquet migrateur, son pilote automatique innovant (qui a donné naissance à un brevet CNRS) est un « régulateur de flux optique », qui lui permet de réaliser des prouesses telles qu’un décollage automatique, un suivi de terrain automatique, un atterrissage automatique, ainsi qu’une réaction sensée à des perturbations telles qu’un vent de face ou un vent arrière

Ainsi, malgré l'absence d'intruments sophistiqués tels que ceux utilisés par les pilotes humains, les insectes et autres animaux volants peuvent contrôler leur hauteur au-dessus du sol.

Lorsqu'un insecte vole vers l'avant, l'image du sol en dessous de lui défile vers l'arrière à travers son champ visuel à une vitesse qui est inversement proportionnelle à la hauteur de l'insecte au-dessus du sol. En d'autres termes, le sol semble se déplacer plus rapidement à faible altitude qu'à grande altitude. Les chercheurs ont émis l'hypothèse que les insectes sont munis d'un régulateur interne de flux optique qui utilise une boucle de retour pour évaluer le rapport entre la vitesse du sol et la hauteur et ils ont installé un tel système dans leur micro-hélicoptère. Grâce à ce système, si le sol semble se déplacer trop lentement, l'insecte descend jusqu'à ce que le sol défile à la vitesse optimale d'après son régulateur de FO, et s'il se déplace trop vite, l'insecte s'élève.

Photo : DRLes chercheurs ont constaté que le robot reproduisait de nombreux schémas du comportement de vol des insectes qui ont été observés au fil des années. Ainsi, lorsque des papillons migrateurs doivent traverser un canyon, ils ne se contentent pas de le survoler, mais ils descendent le long d'un flanc, ils traversent le fond et ils remontent ensuite le long de l'autre flanc. De même, s'ils doivent survoler un obstacle tel qu'une forêt, leur hauteur par-dessus les arbres est identique à leur hauteur précédente par rapport au sol.

Le modèle du FO explique également pourquoi les insectes volent plus bas lorsqu'ils font face à un vent contraire. Ce vent provoque une diminution de la vitesse apparente du sol, de sorte que les insectes descendent jusqu'à ce que le sol semble se déplacer à la vitesse «appropriée» d'après leur régulateur de FO. À l'inverse, un vent arrière a pour effet que le sol semble se déplacer à une vitesse supérieure, de sorte que les insectes compensent en s'élevant. De telles réactions au vent ont été maintes fois décrites chez les insectes et même chez les oiseaux. Ces phénomènes ont été pareillement observées sur le micro-hélicoptère, chaque fois qu'il se retrouve face à un vent produit artificiellement en laboratoire, confortant l'idée que les êtres ailés sont équipés d'un régulateur de flux optique.

Le système n'est toutefois pas infaillible. Dans les années 1960, une étude a ainsi constaté que les abeilles qui volent au-dessus d'une surface d'eau plane ont tendance à voler de plus en plus bas jusqu'à ce qu'elles plongent tout droit dans l'eau. Lorsque l'eau ondule, par contre, elles réussissent sans difficulté à maintenir une altitude appropriée. Mais dans la présente étude, les auteurs expliquent que ce phénomène est dû à ce qu'une eau parfaitement immobile ne procure pas d'éléments contrastants aux yeux des abeilles et que, partant, les capteurs de FO ne réagissent plus. Il en résulte un signal d'erreur négatif dans le système, qui amène l'insecte à descendre jusqu'à ce qu'il heurte l'eau. «Une tendance tout aussi catastrophique s'est manifestée avec le MH [micro-hélicoptère] lorsque nous avons introduit une absence de contraste au niveau du sol», remarquent les chercheurs.

Le décollage et l'atterrissage peuvent également être réalisés au moyen du régulateur de FO. Au décollage, le basculement du nez de l'hélicoptère vers l'avant provoque une augmentation de la vitesse du sol, ce qui déclenche une ascension, et à l'atterrissage, le basculement du nez de l'hélicoptère vers l'arrière engendre un ralentissement, et en conséquence, une descente.

«Notre procédé de contrôle explique comment les insectes parviennent à voler en toute sécurité sans les instruments utilisés à bord des avions pour mesurer l'altitude, la vitesse de défilement du sol et la vitesse de descente», écrivent les chercheurs. «Un régulateur de flux optique est relativement simple au niveau de sa mise en oeuvre nerveuse et il est tout aussi approprié pour les insectes qu'il le serait pour un avion.»

A la base de ces comportements étonnants se trouvent, cachés dans le cockpit de l'insecte, des neurones détecteurs de mouvement qui sont de véritables capteurs de flux optique. L'équipe en a patiemment déchiffré le fonctionnement au moyen de microélectrodes ultrafines (un millième de millimètre de diamètre) et d'un microscope spécial construit à cet effet. Ils en ont ensuite transcrit le principe en un microcircuit électronique, dont la version la plus récente ne pèse que 0,2 gramme. C'est ce neurone qui fait l'essentiel du travail à bord de leur micro-hélicoptère.

Mouche équipée d'une laisse de microélectrodes © CNRS/Hubert RAGUET
Mouche équipée d'une «laisse» de microélectrodes permettant d'enregistrer l'activité de certains neurones visuels durant la locomotion.

Ces travaux illustrent le double enjeu, fondamental et appliqué, de cette science innovante, appelée biorobotique et que l'équipe marseillaise a initiée dès 1985. La méthode consiste à s'aider de reconstructions robotiques pour tester des principes biologiques, perçus d'abord de manière confuse. Un va-et-vient permanent entre biologie et robotique permet ensuite d'affiner la compréhension de ces principes cachés, sous-jacents au comportement animal. Des principes qui ont fait leurs preuves depuis des millions d'années et qui sont susceptibles d'être appliqués aujourd'hui à l'aérospatial, tant sont cruciales les phases où un aéronef ou un module spatial navigue à proximité du sol.

Les chercheurs ont déposé avec le CNRS un brevet international sur «le pilote automatique de la mouche».

(1) Nicholas Franceschini & al. "A bio-inspired flying robot sheds light on insect piloting abilities", Curent Biology vol 17 n°4, February 20, 2007.

En savoir plus :
Page personnelle de Nicholas Farnceschini : http://www.laps.univ-mrs.fr/cgi-bin/WebObjects/WebLaboConsultation.woa/wa/EquipeDirectAction/Personne?personne_ID=7



Les MAVs ou Micro Air Vehicles
JP.Baquiast 13/02/07

Les Israéliens étudient des micro-robots volants, de la taille d'un frelon, capables de réaliser de nombreuses tâches, depuis la reconnaissance jusqu'à la "délivrance" de micro-explosifs ou de produits chimiques incapacitants sur le corps-même des combattants ennemis. D'ores et déjà, les Forces Spéciales britanniques en Afghanistan utilisent des MAV de quelques centimètres nommés WASP pour l'observation. Ceux-ci coûtent 3.000 dollars, sont presque silencieux et sont dirigés par l'équivalent d'une console de jeu. Une version offensive, dotée d'une tête explosive, est destinée à neutraliser les snipers. Les Etats-Unis, de leur côté, fomentent des plans ambitieux dans ce domaine, comme le confirme Fred Davis, directeur technique de la Assessment and Demonstrations Division à l'"Air Force Research Laboratory Munitions Directorate de la base d'Eglin. Il s'agira, là encore, de s'en prendre aux personnels ou aux points faibles des véhicules, tels les pneus.

On voit que la guerre technologique n'est pas proche de s'arrêter, même si les "insurgés conventionnels" multiplient les procédés permettant de neutraliser les senseurs sophistiqués. Le progrès est en marche, des deux côtés. On voit bien que la guerre reste le meilleur agent du progrès technologique. C'est une banalité de rappeler que sans la guerre de 1914-18, nous en serions peut-être restés au dirigeable.

NB: les images présentées montrent des systèmes déjà anciens, non équipés d'intelligence robotique évoluée. Le web est riche en sources sur ces sujets.


Pour en savoir plus
Article de Wired : http://www.wired.com/news/technology/0,72543-0.html?tw=wn_index_1
Article de Micro robots israéliens : http://abcnews.go.com/Technology/wireStory?id=2660621


Nanotechnologies : l'ingénierie moléculaire est peut-être en vue
JP.Baquiast 13/02/07

Molecular assemblingOn sait que l'obstacle principal au développement des nanotechnologies, pour le meilleur ou pour le pire, tient à l'impossibilité de réaliser d'une façon automatique l'assemblage des atomes afin de fabriquer des nano-objets. Il faut encore manipuler les atomes quasiment un par un. Le rêve de l'ingénierie moléculaire grâce à laquelle les atomes requis s'assembleraient d'eux-mêmes paraissait encore loin... tout au moins jusqu'à ces derniers jours. Car selon une information diffusée par le Center for Responsible Nanotechnology (américain), un projet scientifique britannique serait sur la voie d'une importante percée.

Il s'agit du programme de recherche "IDEAS (Factory on the Software Control of Matter)" soutenu par l'"UK Engineering and Physical Sciences Research Council. Un objectif présenté comme révolutionnaire, "ground-breaking" y est poursuivi. Il s'agit, globalement, de réaliser un compilateur de matière, "matter compiler", qui pourrait construire des nano-objets à l'échelle atomique sous le contrôle d'un ordinateur. A partir de cela, il deviendrait possible de mettre en place des nano-usines fabriquant des nano-produits à grande échelle. Les nano-usines elles-mêmes généreraient en série de nouvelles nano-usines de plus en plus productives. Des applications à grande échelle deviendraient alors envisageables à des coûts accessibles (voir notre présentation du livre "Nanotechnologies" de Yann de Kérorguen dans le dernier numéro
http://www.automatesintelligents.com/biblionet/2007/fev/kerorguen.html).

Le CRN est dans son rôle de signaler cette perspective et d'appeler à une réflexion approfondie sur la question. "If, as expected, nanofactories can be used to build more nanofactories, then the impacts on society may be extreme," said Mike Treder, CRN Executive Director. "From remarkable advances in health care, environmental repair, and poverty reduction, to severe economic disruption, political upheaval, and the possibility of a new arms race: all these implications and more must be understood. Now it appears that our time to prepare is getting shorter."

Pour notre part, nous ne démentirons pas le CRN. Il faut se préparer à l'éventualité. Une petite observation s'impose cependant. En tant qu'Européens, nous ne pouvons que nous réjouir de voir le "breakthrough" se produire en Europe, si c'est le cas. Le CRN manifesterait-il la même inquiétude si un programme analogue, financé par la Darpa et conduit secrètement aux Etats-Unis, était sur le point d'aboutir ? Ce qui est sans doute d'ailleurs le cas sans que nous le sachions.

Pour en savoir plus
Le communiqué du CRN : http://crnano.org/PR-IDEAS.htm
Qu'est-ce que l'usine moléculaire IDEAS (IDEAS factory) :
http://www.epsrc.ac.uk/ResearchFunding/Programmes/Cross-EPSRCActivities/IDEASFactory/default.htm


Surprenantes promesses de l'énergie géothermique
JP.Baquiast 12/02/07

Pr Jefferson Tester, Meissner Professor of Chemical Engineering au MIT, responsable en chef du rapporUn rapport surprenant du MIT publié le 20 janvier 2007 (image: le Pr Jefferson Tester, Meissner Professor of Chemical Engineering au MIT, responsable en chef du rapport) démontre que faire appel à l'énergie géothermique pourrait résoudre, à court terme et à des coûts non supérieurs à ceux imposés par les énergies fossiles, l'ensemble des besoins en énergie des Etats-Unis. La solution est relativement simple. Elle consiste à injecter de l'eau dans les couches chaudes, à une profondeur moyenne de 10 km, et à utiliser la vapeur ainsi produite dans des turbines. Les ressources de chaleur disponibles (l'eau étant récupérée en grande partie) pourraient assurer la consommation énergétique actuelle des Etats-Unis (27 trillions de kwH) pendant 2 millénaires. La technologie nécessaire existe déjà. Rien n'imposerait dans ces conditions de restrictions à la consommation énergétique, puisque cette énergie serait absolument propre, notamment en termes de production de gaz à effet de serre (GES). Les seuls risques à considérer seraient d'ordre sismique, dans certaines régions peu stables.

La question de bon sens consiste alors à se demander pourquoi l'administration américaine ne s'engage pas immédiatement dans cette voie? Sans doute parce que l'industrie pétrolière y perdrait - au moins momentanément et le temps qu'elle se reconvertisse, une partie de son pouvoir économique et de ses perspectives de profit actuels.

Concernant l'Europe et les autres pays en mal d'énergie, on peut penser que la géothermie "lourde" ainsi comprise pourrait aussi offrir des solutions intéressantes. Le feu de la terre n'est pas près de s'éteindre.

Pour en savoir plus
Présentation du rapport : http://web.mit.edu/newsoffice/2007/geothermal.html
Le rapport de 400 pages : http://geothermal.inel.gov/publications/future_of_geothermal_energy.pdf


Possible intérêt du dichloroacétate dans le traitement du cancer
JP.Baquiast 12/02/07

Nous n'abordons pas en général les questions médicales, sauf celles susceptibles de présenter un intérêt plus général. C'est le cas semble-t-il d'une information diffusée par le NewScientist du 20 janvier 2007, p 13 (http://www.newscientist.com/channel/health/mg19325874.700-cheap-safe-drug-kills-most-cancers.html) concernant l'effet du Dichloroacetate (DCA) sur les cellules cancéreuses, suite à des expériences menées par l'équipe du Dr Michelakis à Edmonton. Le DCA aurait la propriété de réactiver la production d'énergie par les mitochondries des cellules cancéreuses, en réactivant en même temps la fonction de mort programmée de la cellule (apoptose) dont ces mitochondries sont par ailleurs responsables. Dans le modèle proposé par les auteurs de l'étude, les cellules cancéreuses se caractérisent par une défaillance de leurs mitochondries et font appel pour s'oxygéner à une fonction de remplacement, la glycolyse. Mais de ce fait, elles se rendent aussi immortelles puisqu'elles ne remplacent pas le mécanisme de l'apoptose.
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Le problème est que le DCA n'a jamais été testé sur des humains et présente de nombreux caractères toxiques. Un correspondant du journal, un certain Ralph Moss, www.cancerdecisions.com a expliqué le 7 février qu'il était imprudent de générer des espoirs prématurés par une telle annonce. Il nous semble cependant que la question devrait être explorée, même si, comme l'affirme le NewScientist, les usages thérapeutiques de DCA n'intéressent pas les firmes pharmaceutiques, du fait qu'il s'agit d'une molécule ancienne non brevetable.

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