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septembre-octobre 2010

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Nouvelles avancées vers le calculateur quantique
Jean-Paul Baquiast et Christophe Jacquemin - 01/10/2010

Circuit de superconducteurs, à 4 q-bits Le principe du calculateur quantique repose sur l'intrication de systèmes quantiques séparés, dits qubits. L'intrication de 2 qubits (ou plus) produit une superposition d'états permettant de conduire des opérations en parallèle.

Pour qu'un tel calculateur puisse être efficace, il devrait comporter des centaines ou milliers de qubits. Le maximum atteint jusqu'ici est de 12. Mais dès ce niveau, les chercheurs craignent d'éprouver des difficultés pour comptabiliser les résultats et corriger les erreurs.

Dans le numéro 467 de Nature, deux équipes signalent l'intérêt d'une approche différente. Il ont réussi à intriquer des qubits faits de circuits superconducteurs, technologie utilisée dans l'industrie des composants électroniques. Ceux-ci sont considérés comme les candidats les meilleurs pour construire un calculateur quantique.

Les auteurs ont réussi des intrications à 3 qubits avec de tels dispositifs. Longtemps considérée comme difficile à obtenir par rapport à l'intrication de 2 qubits, elle présente l'avantage de permettre la correction des erreurs quantiques. Cette correction est essentielle dans ce type de calculateur car ses composants peuvent changer d'état et perdre de l'information beaucoup plus facilement que les composants électroniques ordinaires. Ainsi un rayon cosmique de passage pourrait à tout moment faire passer un qubit de l'état 1 à l'état 0, sans que les utilisateurs du calculateur s'en aperçoivent. En effet, mesurer les bits pendant le calcul pour contrôler leur état provoquerait la destruction de l'intrication. Au contraire, l'intrication de 3 qubits rend possible le contrôle de l'état de 2 d'entre eux pendant que le calcul se poursuit sur le 3e.

Pour construire leur système, l'équipe dirigée par Rob Schoelkopf de l'Université Yale a utilisé des fils d'aluminium superconducteurs refroidis à 1° du zéro absolu. Les circuits étaient liés de telle façon que le courant s'écoulant dans l'un influençait les autres. L'intrication était générée par des rafales de micro-ondes capables de modifier l'état des circuits. L'intrication obtenue résulte d'un état global dit Greenberger–Horne–Zeilinger (GHZ) : tous les qubits sont dans une superposition d'états où ils se trouvent tous 3 simultanément dans l'état 1 ou l'état 0.

La seconde équipe, dirigée par John Martinis de l'Université de Californie a réussi, outre un état GHZ, à créer un état dit W dans lequel un qubit à une valeur de 1 et les deux autres une valeur de 2, ou réciproquement.

Des doutes ont cependant été émis sur l'intérêt pratique de tels dispositifs, obligeant à travailler près du zéro absolu. A terme, Il faudra certainement trouver autre chose. Rappelons aussi que certains chercheurs mettent tout simplement en doute la possibilité d'obtenir des qubits ou état de la matière ainsi nommés.

Références
- DiCarlo, L. et al., Nature 467, pages 574-578 (2010) : Preparation and measurment of three-qubit entanglement in a superconducting circuit
- Neeley, M. et al., Nature 467, pages 570-573 (2010) : Generation of three-qubit entangled states using superconducting phase qubits


L'ACM SIGGRAPH et les robots marcheurs
Jean-Paul Baquiast - 28/09/2010

L' ACM SIGGRAPH, "Association for Computing Machinery's Special Interest Group on Graphics and Interactive Techniques" vise à "grouper les personnes et entreprises ayant un intérêt commun pour la théorie, la conception, la réalisation et l'application du graphisme numérique et des techniques interactives (en sciences, ingénierie, médecine, exploitation des ressources, commerce, industrie, éducation, art et autres domaines) dans le but de faciliter la communication et la compréhension entre l'homme et la machine". Elle existe depuis 1973, et se développe régulièrement.

Le SIGGRAPH 2010 s'est tenu à Los Angeles du 27 au 29 juillet. Le prochain se tiendra en août 2011 à Vancouver. A Los Angeles, les chercheurs Martin De Lasa, Igor Mordatch et Aaron Hertzman y ont présenté les algorithmes évolutionnaires les plus récents permettant à des figures animées, puis ultérieurement à des robots, de marcher comme des humains (voir l'article de MacGregor Campbell Walk like a human et la vidéo associée dans le NewScientist du 7 août 2010)

Le chapitre français, dont l'INRIA est membre, est très actif.

Pour en savoir plus
SIGGRAPH : http://www.siggraph.org/
SIGGRAPH 2010 : http://www.siggraph.org/s2010/
Chapitre parisien : http://paris.siggraph.org/
Article de l'INRIA : http://www.inria.fr/actualites/2010/siggraph.fr.html


Le Google Lunar X prize
Jean-Paul Baquiast - 25/09/2010

Les Français sont si peu intéressés par l'Espace que nul écho n'est donné à plusieurs évènements mondiaux qui en ce début octobre mettent en évidence les enjeux de l'exploration spatiale pour les Etats, pour les industries spatiales et – en principe – pour l'humanité.

Le premier de ces évènements est la World Space Week ou semaine spatiale mondiale, organisée par l'ONU du 4 au 10 octobre 2010. Toutes les organisations, étatiques, universitaires et privées, sont invitées à y participer. L'objectif affiché est l'organisation coordonnée d'évènements « mettant en évidence la contribution des sciences et technologies spatiales à l'amélioration de la condition humaine ». Pour les puissances spatiales, se sera l'occasion de promouvoir leurs programmes, leurs ressources humaines et technologiques, leur vision du rôle de l'Espace dans les prochaines décennies.

Un second événement, tout aussi significatif en termes géostratégique, est la tenue du Google Lunar X prize Summit dans l'Ile de Man les 4 et 5 octobre 2010. Google s'était associé il y a 4 ans avec la Fondation Xprize pour offrir un prix de 30 millions de dollars destiné à récompenser la première équipe entièrement privée qui sera capable d'envoyer un robot sur la Lune. Le robot devra y accomplir un parcours de 500 mètres et retransmettre sur la Terre des images, vidéos et données. L'objectif n'est pas à la portée du premier venu. Il suppose la mise au point et/ou l'utilisation de lanceurs, orbiteurs et alunisseurs, sans mentionner le robot lui-même et les télécommunications associées. Le budget de l'ensemble dépasse largement les 30 millions du prix. Les équipes devront donc nécessairement coopérer avec des agences spatiales publiques ou des industriels de l'espace bien établis. Quoiqu'il en soit, 21 équipes se sont inscrites, dont l'une italienne et l'autre catalane (voir http://www.googlelunarxprize.org/lunar/teams ).

La Fondation Xprize repose principalement sur les contributions des deux géants des télécommunications Cisco pour les réseaux et BT (British Telecoms) Global services pour les services associés. Son objectif est d'encourager des projets industriels ou universitaires innovants dans les secteurs de l'énergie, des transports, des bio et cognotechnologies. L'espace est considéré à juste titre par cette fondation comme un enjeu stratégique.

Google pour sa part vise à se diversifier dans tous les domaines porteurs d'avenir, comme nous l'avons rappelé dans un article publié sur ce site. Avec Google Earth, il avait montré depuis déjà plusieurs années son intérêt pour les applications satellitaires et le GPS.

Google comme la Fondation X Prize s'inscrivent ainsi de façon spectaculaire dans la politique actuellement décidée aux Etats-Unis: désengager la Nasa des projets spatiaux, en réduisant sensiblement ses crédits, et encourager des entreprises privées capables de prendre le relais tout en bénéficiant de l'expérience et parfois des équipes de la Nasa. Ainsi, comme nous le rappelons dans notre éditorial (http://www.admiroutes.asso.fr/larevue/2010/110/edito.htm), la Nasa semble avoir pratiquement renoncé à prendre en charge une prochaine mission lunaire, de même qu'elle a pratiquement renoncé à entretenir la station spatiale internationale et les liaisons par navette avec cette dernière. Concernant la compétition pour le Google Lunar X prize, la Nasa, toute honte bue, vient d'annoncer qu'elle désirait bénéficier de l'expérience acquise par la ou les équipes gagnantes, et qu'elle était prête à en payer le prix, soit 10 millions versés à chaque équipe répondant à un cahier des charges fixé par elle. Ceci devrait lui permettre de s'informer de l'état de l'art dans un domaine où les références passées de la Nasa, aussi glorieuses soient-elles, ne lui permettent plus de s'affirmer. Le fait que le Google Lunar X prize Summit pour 2010 se tienne à l'Ile de Man, connue non par son expérience spatiale mais par ses compétences en termes de paradis fiscaux, n'est pas anodin. Il s'agit d'une nouvelle touche donnée à la politique de privatisation de l'Espace actuellement mise en oeuvre par l'Amérique et par les Européens.

Nous avons indiqué dans l'éditorial précité que, pour ce qui les concerne, la Chine et l'Inde tiennent à conserver la maîtrise gouvernementale sur la politique spatiale. Il s'agit pour ces puissances d'un enjeu géostratégique et civilisationnel majeur. Les entreprises privées n'en seront pas exclues, mais la direction devrait rester dans les prochaines décennies définie par la nation et les institutions publiques qui l'incarnent.

Pour en savoir plus
Le Google Lunar X prize http://www.googlelunarxprize.org/
Xprize Foundation http://www.xprize.org/ BT Global Services et Cisco
World Space Week 4/10 octobre http://www.worldspaceweek.org/
en français http://www.worldspaceweek.org/intro_-_french.html


Des pré-néandertaliens industrieux ...et rouennais
Jean-Paul Baquiast - 18/09/2010

Stéphane Foucart, dans Le Monde du 18 septembre, rapporte et commente la découverte faite sur le site de Tourville-la-Rivière (Seine-Maritime) par des chercheurs de l'Institut national de recherches archéologiques préventives (Inrap). Différents fossiles de grands mammifères aujourd'hui éteints, datés d'environ 200.000 ans, ont été retrouvés dans des gravières correspondant à l'ancien lit de la Seine. Ils auraient été apportés là par le courant et rapidement recouverts de limons qui auraient assuré leur conservation.

A proximité se trouvaient les restes d'un atelier de débitage d'outils en silex que viennent d'exhumer les chercheurs de l'Inrap. Ces outils sont caractéristiques des populations pré-néandertaliennes et néandertaliennes qui hantaient la région il y a 200 000 ans. Ils représentent une technique déjà sophistiquées de taille en pointe, dite «Levallois». Selon le préhistorien Jean-Philippe Faivre (Inrap, Laboratoire Pacea), responsable de la fouille depuis 1980, cet atelier avait permis de confectionner de quoi découper les nombreux cadavres accumulés sur la berge, afin, soit de consommer la viande, soit plus probablement d'utiliser peaux, os et viscères.

Selon les chercheurs, les hominiens ayant procédé à ces activités ne pouvaient être que des néandertaliens, les seuls présents sur notre territoire à ces époques. Peut-être même s'agissait-il de pré-néandertaliens, dans la mesure où l'origine exacte des néandertaliens reste discutée. Quoiqu'il en soit, ils étaient particulièrement industrieux, ce qui confirme le caractère évolué de ces hominiens (dits parfois homo sapiens neandertalensis).

Rappelons cependant que les australopithèques africains, plus vieux de quelques 2 millions d'années, sont désormais considérés comme des utilisateurs d'outils de pierre, dont ils se seraient servi pour découper des charognes ou faire des lanières (voir à ce sujet l'essai de Timothy Taylor, The Artificial Ape, How technology changed the course of human évolution cité sur ce site http://www.admiroutes.asso.fr/larevue/2010/110/livresenbref.htm )

Pour en savoir plus
Un article de l'excellente revue Hominidés
http://www.hominides.com/html/actualites/taille-de-silex-neandertal-tourville-la-riviere-0343.php


Colloque Ecologie 2010
Jean-Paul Baquiast 18/09/2010

Pour la première fois en France, un grand colloque d'écologie scientifique a eu lieu du 2 au 4 septembre 2010 au Palais des Congrès (Corum) de Montpellier. La discipline étudie les relations entre les êtres vivants et les milieux où ils vivent. Initialement très spécialisée, elle entretient désormais des relations avec d'autres disciplines, des géosciences à l'économie et la géopolitique. L'importance du changement climatique a beaucoup pesé dans cette ouverture. L'analyse du "Système Terre" selon Alain Franc, de l'INRA et co-organisateur du colloque, a beaucoup progressé grâce à la multiplication des moyens d'observation à l'échelle de la planète. Elle est couplée à une vision globale de la biosphère.

En France, l’écologie scientifique est très vivante. Elle soutenue par de nombreuses universités et plusieurs organismes de recherche. Elle s’est structurée en diverses thématiques animées par des réseaux. De nombreux fronts de connaissance et questions sociétales actuelles nécessitent la rencontre de toutes ces thématiques.

Lancé à l’initiative des réseaux ComEvol, EcoVeg, GDR Traits, JEF, PPD, et REID (voir le site pour plus de détails), ce colloque a pour objectif de stimuler la dynamique scientifique en réunissant les différents acteurs de l’écologie scientifique.

* http://www.ecologie2010.fr/
* http://www.sfecologie.org/2010/symposium-sfe-ecologie-2010/


Passage d'astéroïdes dans la banlieue de la Terre le 8 septembre 2010

Ces deux objets font partie des milliers sinon millions d'autres gravitant dans le système solaire. Ils ont été identifiés le 5 septembre par le Catalina Sky Survey de Tucson, Ariz., lors d'une observation de routine. L'information a été confirmée par le Minor Planet Center de Cambridge, Mass. L'astéroïde le plus proche est passé à 79.000 km de la Terre.

Il n'est pas facile de simuler précisément les conséquences qu'aurait eu son entrée directe dans notre atmosphère. En l'état actuel des technologies, il serait impossible de dévier de tels objets en cas de route de collision.

Article de Space Daily
http://www.spacedaily.com/reports/Two_Asteroids_To_Pass_By_Earth_Wednesday_999.html


Des bombes à retardement dans les océans
Jean-Paul Baquiast- 08/09/2010

Il s'agit des milliers d'épaves coulées, principalement durant la seconde guerre mondiale, dans pratiquement toutes les mers du globe. Ces navires se dégraderont progressivement dans les prochaines années, étant en train d'atteindre la limite de résistance de leurs structures. Les épaves non encore détruites relâcheront du carburant de soute, du pétrole et le cas échéant d'autres cargaisons dangereuses. Les quantités ne sont pas considérables, au cas par cas. Mais cumulées, on estime qu'elles pourraient atteindre 10 à 20 fois ce que vient de relâcher le puits de pétrole de BP dans le golfe du Mexique.

Beaucoup de ces épaves se trouvant sur les plateaux continentaux, notamment dans des milieux tropicaux fragiles, et non dans les fosses océaniques, les dégâts seront considérables. Malheureusement il faut compter plusieurs millions d'euros pour dépolluer une épave non immédiatement accessible. Qui paiera?

Un article qui vient d'être publié par le NewScientist inventorie les différentes études menées à ce sujet par les nations maritimes ces dernières années, et discute les solutions possibles. Pour notre part, nous n'en voyons guère susceptibles d'être conduites à l'échelle qu'il faudrait. Une nouvelle fois, les océans et les espèces marines seront victimes des humains.


Nouvelles menaces de contamination par la grippe aviaire
Jean-Paul Baquiast - 08/09/2010

Il est facile de faire des plaisanteries sur les menaces que comporte l'actuel virus H1N1, lequel s'est révélé à ce jour assez bénin pour l'homme.

Ce n'est pas une raison pour ne pas prendre au sérieux le beaucoup plus redoutable virus H5N1 de la grippe aviaire, mortel pour l'homme à 60%. Des chercheurs indonésiens viennent de constater, dans ce pays où il sévit de façon endémique, qu'il pourrait se transmettre plus facilement qu'auparavant des volailles aux porcs. Chez ceux-ci cependant, il ne passe pas encore d'individu en individu, mais la perspective est loin d'être exclue. Le virus semble en train de muter. De plus, des porcs infectés pourraient être porteurs sains, donc indétectables. En ce cas, la contamination des humains pourrait se faire à grande échelle, vu les similitudes entre le porc et l'homme.

Les experts médicaux pour qui les plus grands dangers menaçant l'humanité tiennent à l'apparition de virus et germes mutants mortels ne devraient donc pas à la légère se voir accuser de travailler pour les laboratoires pharmaceutiques.

Pour en savoir plus
New Scientist http://www.newscientist.com/article/dn19414-bird-flu-jumps-to-pigs.html


Des cellules vivantes éventuellement d'origine extraterrestre?
Jean-Paul Baquias et Christophe Jacquemin -05/09/2010

Godfrey Louis, physicien de l'université Cochin de science et technologie près de Kérala, au sud de l'Inde, avait recueilli en vue d'examen des échantillons d'une mystérieuse pluie rouge tombée en 2001 pendant deux mois dans la région. Nous avions signalé ce phénomène.

La couleur rouge de ces pluies s'était révélée due à la présence de nombreuses cellules analogues à des globules rouges, mais sans correspondance précise avec des formes de vie existant sur Terre. Certains avaient vu là un exemple de panspermie, c'est-à-dire d'ensemencement de l'atmosphère terrestre par des germes venus de l'espace.
La panspermie est une hypothèse un peu facile mais qui n'est pas à refuser totalement, permettant d'expliquer l'apparition de la vie sur Terre il y a plus de 4 milliards d'années. Elle est facile car elle n'explique pas la présence de cette vie éventuelle dans le cosmos.

A l'époque Godfrey Louis avait étudié ces cellules, dans lesquelles il n'avait pas identifié d'ADN. Elles auraient pu être des globules rouges sanguins, mais ceux ci sont détruits par l'eau de pluie. Leur origine était donc restée inconnue. Il avait suggéré en 2006, dans le journal Astrophysics and Space, qu'il pouvait s'agir de particules d'origine extraterrestre, pouvant provenir d'une comète qui se serait désintégrée en haute atmosphère. Une explosion aurait été entendue à l'époque, pouvant correspondre à ce phénomène.

Depuis Godfrey Louis a poursuivi l'étude de ces cellules, conjointement avec le Pr. Chandra Wickramasinghe de l'Université de Cardiff, un des pères, avec le physicien Fred Hoyle, de l'hypothèse de la panspermie. Aujourd'hui, ils viennent de publier le résultat de ces études, qui est assez stupéfiant. Les cellules (voir photo) se reproduisent sans ambiguïté, mais seulement à des températures voisine de 121° C, température à laquelle ne survivent sur Terre que de rares bactéries extremophiles.

Cette découverte devra évidemment être vérifiée avec les différents moyens actuels de l'étude des molécules biologiques. D'ores et déjà, comme le montre le débat ouvert sur le site de la Technology Review, des objections plus ou moins pertinentes peuvent être faites. Mais les auteurs de la publication n'en démordent pas et n'abandonnent pas l'hypothèse extraterrestre.

Bien plus, mais il n'est pas certain que l'argument confortera leur dossier, Wickramasinghe remarque que les cellules rouges controversées émettent lorsqu'elles sont soumises à la lumière une fluorescence semblable au spectre de divers émissions observées dans la galaxie. L'une de celle-ci provient du Rectangle Rouge (rouge?), un nuage de poussières et de gaz entourant une étoile jeune dans la constellation Monocerous.

Entre une découverte véritablement bouleversante et un simple scénario pour un bon roman de SF, l'avenir dira ce qu'il faudra retenir. Les deux possibilités ne s'excluraient d'ailleurs pas. A vos claviers.

Pour en savoir plus
Article de Technology Review http://www.technologyreview.com/blog/arxiv/25699/
Voir aussi arxiv.org/abs/1008.4960: Growth And Replication Of Red Rain Cells At 121oC And Their Red Fluorescence


Survie de l'homme en apesanteur. Une étude inquiétante
Jean-Paul Baquiast - 05/09/2010

Une étude conduite par Gilles Clément de l'Université de Toulouse a porté sur les dossiers médicaux de six astronautes européens ayant effectué des séjours de plus ou moins longues durées dans la station russe Mir, entre 1988 et 1999. La publication des résultats a été retardée de 10 ans à la demande des intéressés. Il reste qu'aujourd'hui aucune autre étude de cette sorte n'a été faite, concernant par exemple les séjours sur l'ISS. L'étude de Toulouse concerne donc toute sa valeur, d'autant plus que les conditions des séjours de longue durée en apesanteur n'ont guère été modifiées.

Or le diagnostic est inquiétant et jette un doute sur la possibilité, sauf changements technologiques radicaux, d'envisager des vols à longue distance, par exemple vers Mars ou l'un de ses satellites, et moins encore des séjours sur place. Ces missions dureraient plus d'un an et selon les résultats de l'étude, mettraient tellement en danger le potentiel physique des astronautes qu'ils ne pourraient plus faire aucun travail utile une fois débarqués sur la planète. Ils y subiraient évidemment une gravité certes moindre que la pesanteur terrestre, mais néanmoins notable.

Malgré la sélection ultra-sévère à laquelle sont soumis les candidats astronautes, on a constaté à leur retour sur Terre, après des séjours variant entre 14 et 189 jours, que leur corps, adapté à l'apesanteur, ne pouvait plus supporter sans une longue réacclimatation le retour de la gravité. Le coeur, les muscles et les articulations s'étaient adaptés à l'absence d'effort. Les exercices prévus à bord ne suffisaient pas pour maintenir leur potentiel. Les muscles avaient ainsi perdu au moins 30% de leur puissance, devenus comparables à ceux d'un octogénaire.

Il est donc urgent dorénavant de prévoir différents dispositifs permettant de maintenir en état des équipages destinés à des explorations planétaires. Celles-ci ne sont pas encore vraiment à l'ordre du jour, mais la préservation du potentiel humain devrait dès maintenant faire l'objet de recherches approfondies.

Pour en savoir plus
Gilles Clément
http://www.cerco.ups-tlse.fr/fr_vers/annuaire/gilles_clement.htm

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