Les innovations du futur




Les dix innovations de rupture de 2017 selon le MIT

 

Les dix innovations de rupture de 2017 selon le MIT

L'École Polytechnique Fédérale de Lausanne est parvenue à faire ouvrir et fermer sa main à une personne tétraplégique grâce à un "pontage neurologique".

Elles influenceront l’économie, la politique, la médecine, ou encore la culture : le magazine de la prestigieuse université de technologie du Massachussetts (Etats-Unis), la MIT Technology Review, nous propose de découvrir sa sélection 2017 des 10 technologies de rupture ! Traitement de la paralysie, camions autonomes, paiement par reconnaissance faciale, ou encore « thérapie génique 2.0 », certaines d’entre elles sont prêtes dès maintenant, d’autres prendront encore une décennie avant d’être mises au point, mais toutes méritent d'être connues !
La paralysie vaincue
Disponibilité : d’ici 10 à 15 ans
Le magazine du MIT tient à souligner les progrès remarquables effectués dans le traitement des paralysies dues à un traumatisme de la moelle épinière. Il y a quelques années, des animaux de laboratoire et quelques personnes pouvaient actionner des bras robotiques par la pensée grâce à des implants placés dans le cerveau capables de lire l’ « intention » du patient. Désormais, ces implants sont reliés directement à des stimulateurs électriques placés dans le corps, contournant la partie de la moelle épinière blessée et créant ainsi un « pontage neurologique ». Un essai réalisé à l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) sur une personne tétraplégique a montré que ce patient parvenait à ouvrir et fermer sa main. Prochain objectif du laboratoire : le « neurocomm », un appareil ultra-compact qui pourrait collecter les données du cerveau à la vitesse de l’Internet.

Les camions autonomes
Disponibilité : 5 à 10 ans
L’atout des camions pour prendre leur autonomie ? Une partie importante de leur trajet est sur autoroute, sur laquelle il est beaucoup plus simple de rendre les véhicules autonomes qu’en ville. Et les bénéfices économiques sont plus faciles à prédire : de tels camions pourraient se coordonner entre eux pour lutter contre le vent de face et ainsi économiser du carburant, et permettre à leurs conducteurs, reposés pendant le trajet sur autoroute, de réaliser plus rapidement le reste du trajet. Plusieurs compagnies travaillent sur le sujet : la start-up Otto, basée à San Francisco, qui propose des kits à installer sur les camions pour les rendre autonomes pour 30 000 $, une autre start-up, Peloton Tech, ou encore les constructeurs Volvo ou Daimler.

La reconnaissance faciale
Disponibilité : maintenant
Les technologies de reconnaissance faciales fleurissent en Chine, qui autorise désormais leur usage pour l’accès aux bâtiments, les paiements, ou encore pour la traque des criminels. Plus pratiques et sûres que les autres technologies de reconnaissance, elles sont l’œuvre d’acteurs chinois comme la start-up Face++, ou des géants du numérique Baidu et Alibaba. Elles reposent sur les progrès récents des algorithmes d’intelligence artificielle. Aujourd’hui, quelques 120 millions de chinois utilisent ainsi l’application Alipay, pour payer par simple reconnaissance faciale, tandis qu'une application de Face++ permet à des passagers de s'assurer qu'un chauffeur de VTC est un conducteur légitime. Très pratique effectivement, mais si les chinois ont ici une longueur d’avance, c’est aussi en raison d’une politique de surveillance et de respect de la vie privée peu comparable avec les standards européens….

Le calcul quantique
Disponibilité : 4 à 5 ans
Les ordinateurs quantiques existent sur le papier depuis plusieurs années, mais sans encore aucune machine digne de ce nom. Cette année pourtant, des démonstrateurs conséquents sont effectivement en train d’être construits, tandis que Google, IBM, Microsoft ou Intel ont annoncé des investissements accrus sur les technologies associées. Les machines quantiques sont basées sur les qubits, ou bits quantiques, qui là où les bits traditionnels peuvent prendre la valeur de 0 ou 1, peuvent quant à eux prendre comme valeur à la fois 0 et 1, ce qui multiplie les possibilités de calculs. Ces nouvelles puissances de calcul pourraient totalement renouveler les domaines du cryptage, la science des matériaux, la recherche pharmaceutique ou encore l’intelligence artificielle. Mais les qubits sont très instables. Des pistes existent toutefois pour remédier à cet inconvénient. Un des laboratoires de QuTech, un institut de recherche néerlandais, est en particulier responsable de certaines des avancées les plus importantes du domaine : l’utilisation de quasi-particules découvertes en 2012, qui apporteraient une solution à l’instabilité fondamentale des qubits. Le laboratoire planche aussi sur la fabrication de circuits quantiques sur des puces en silicium classiques.

Les caméras 360 degrés
Disponibilité : maintenant
C’est une nouvelle ère de la photographie qui s’ouvre grâce à des caméras peu coûteuses capables de réaliser des images sphériques à 360 degrés. Disponibles depuis 2016, elles ringardisent les GoPro, tandis que les films à 360 degrés devraient devenir un standard des souvenirs de vacances ou des reportages documentaires. Jusqu’ici, il fallait soit positionner de multiples caméras sur plusieurs angles...soit accepeter de débourser autour de 10 000 euros pour une caméra spéciale. Désormais, il est possible d’avoir une caméra capable de réaliser un film à 360 degrés en haute définition, directement utilisable pour des applications de réalité virtuelle, pour 350 euros ! Une révolution permise par le boom des smartphones et les efforts associés de miniaturisation et de baisse des coûts des capteurs d’images intégrés.

Le solaire thermophotovoltaïque
Disponibilité : 10 à 15 ans
Malgré des dizaines d’années de développement, le solaire photovoltaïque est condamné à une impasse, selon la Technology Review : coûts importants, limites physiques de conversion de la lumière en électricité, encombrement… Une solution alternative consisterait, non à transformer directement la lumière du soleil en électricité mais d’abord en chaleur pour la reconvertir ensuite en lumière, cette fois-ci focalisée sur un spectre très précis du champ électromagnétique, que des cellules photovoltaïques pourraient transformer en électricité avec le maximum de rendement. Des chercheurs du MIT sont parvenus, pour la première fois, à mettre au point un système basé sur des nanotubes en carbone et des cristaux photoniques, qui pourrait convertir ainsi 60% de l’énergie solaire incidente en électricité, et en outre, stocker la chaleur pour qu’elle soit convertie en électricité la nuit.

La thérapie génique 2.0
Disponibilité : maintenant
Ils s’appellent Spark Therapeutics, BioMarin, BlueBird Bio, GenSight Biologics, UniQure, et sont en train de faire du rêve de la thérapie génique une réalité.  Celle-ci consiste à administrer à une personne atteinte d’une maladie génétique un "gène-médicament" : la copie saine du gène déficient  transporté par un vecteur, un virus rendu inoffensif, chargé de l’insérer là où il faut. Seuls trois traitements de ce genre sont aujourd’hui sur le marché (deux en Europe, un en Chine), à des prix prohibitifs. En 2016, le dernier d’entre eux, qui a obtenu l’autorisation de mise sur le marché en Europe – Strimvelis, par l’entreprise GSK (GlaxoSmithKline) contre des maladies d’immunodéficience - coûte presque 625 000 euros par personne ! Mais de très nombreux essais cliniques (plus de 2000) sont en cours tandis que les prix devraient baisser relativement à la démocratisation de la pratique. En outre, la lutte contre les maladies génétiques rares n’est que le début pour cette technologie qui pourrait aussi être utilisée pour des maladies plus communes : Alzheimer, diabètes, problèmes cardiaques, ou encore cancers.

L’Atlas cellulaire
Disponibilité : 5 ans
La biologie cellulaire a un projet d’envergure : décrire précisément et individuellement chaque type de cellules dont nous sommes constitués. L’objectif ? Construire une carte "géo-localisant" nos 37 200 milliards de cellules en fonction de leur activité génétique  ! Elle pourra fournir aux scientifiques un modèle biologique inédit qui devrait accélérer la recherche médicale. Pour y parvenir, un consortium est en train de se former à partir de scientifiques des Etats-Unis, du Royaume-Uni, de la Suède, d’Israël, des Pays-Bas et du Japon. Trois technologies permettent aujourd’hui de réaliser cette prouesse :  la microfluidique cellulaire, grâce à laquelle chaque cellule peut être séparée et analysée séparément ;  l’identification des gènes actifs d’une simple cellule en décodant son génome ultra rapidement (10 000 cellules par un seul scientifique) et pour quelques centimes ; l’ « étiquetage » de chaque type de cellule grâce à un « zip code » spécifique. En Septembre, Mark Zuckerberg avait fait de cet atlas cellulaire l’objectif principal de de ces trois milliards de dons pour la recherche médicale.

La multiplication des programmes malveillants type Botnet
Disponibilité : maintenant
Le nombre d’objets connectés est en croissance exponentielle depuis quelques années. Bruce Shneier, directeur R&D d’IBM Resilient,  prédit que les attaques du type « botnet » vont se multiplier en conséquence. Le terme « Botnet » désigne communément un réseau de machines connectées à Internet  et infectées par un programme malveillant (malware). Le malware peut être installé sur n’importe ordinateur ou objet connecté non protégé à l’insu de son propriétaire. En cumulant la puissance de calcul de toutes les machines infectées, le botnet possède alors une puissance d’attaque conséquente, qu’il utilise pour des usages malveillants, comme l'envoi de spam et virus informatiques, ou les attaques informatiques par déni de service (DDoS). S’ils existent depuis une vingtaine d’années, les botnets vont se multiplier grâce aux objets connectés du quotidien très peu protégés, ce dont nous avons eu un exemple récent en octobre, lors de l’attaque de l’entreprise américaine Dyn, impactant de nombreux comptes sur Twitter ou Netflix. 

L’apprentissage par renforcement
Disponibilité : 1 à 2 ans
En multipliant les expériences, les algorithmes d’apprentissage par renforcement parviennent à réaliser des opérations qu’aucun programmeur ne pourrait leur apprendre. L’apprentissage par renforcement s’appuie initialement sur des observations biologiques depuis les années 1950, mais a franchi des pas historiques en 2016, notamment avec la victoire en mars d’AlphaGo, un programme ainsi entrainé, sur l’un des meilleurs joueurs de Go de la planète. En quelques années, ce type d'algorithmes est devenu incontournable à cause de son alliance avec ceux d’apprentissage profond (deep learning), lesquels s’appuient sur les réseaux de neurones. Google a ainsi récemment utilisé des algorithmes d’apprentissage par renforcement profond pour optimiser les consommations énergétiques de ces serveurs mais l’une des applications directes la plus prometteuse est le véhicule autonome. Application sur laquelle travaille Google, l’entreprise israélienne MobilEye avec Intel et BMW, ou encore Uber.

Les 10 technologies de rupture de 2016 selon le MIT

 

Les 10 technologies de rupture de 2016 selon le MIT

Hélix veut proposer dès cette année des tests ADN personnalisés, pour 100 dollars.

Comme chaque année, le magazine MIT Technology Review a sélectionné 10 technologies de rupture de l’année 2016. Reconnaissance vocale, OGM, fusées réutilisables, l’ADN dans l’App Store, ou encore le pilote automatique de Tesla : ces technologies ont accompli un pas impressionnant l’année dernière, ou sont au point de le faire cette année, selon le MIT.
L’ingénierie immunitaire
Disponibilité : dans 1 à 2 ans
Des cellules immunitaires – les lymhocytes T -,  génétiquement modifiées grâce aux outils d’édition génétiques comme les Talens ou CRISPR –Cas 9, pourraient guérir en un seul traitement les personnes souffrant d’un cancer, d’une sclérose ou du VIH. Pionnière, la compagnie biopharmaceutique américaine Cellectis, créée par le français André Choulika - est la première à parvenir efficacement à extraire les lymphocytes T du sang d'un patient pour modifier son ADN, de manière à ce qu'il élimine ensuite précisément les cellules malades. 300 patients ont été traités, dont plusieurs complètement guéris. De plus, Cellectis est parvenu à modifier les lymphocytes T pour les rendre universellement utilisables, quel que soit le patient. Tous les grands groupes pharmaceutiques et biotechnologiques sont intéressés.
 
La manipulation génétique des plantes
Disponibilité : dans 5 à 10 ans.
Si CRISPR-Cas 9 a été qualifié de découverte scientifique de l’année 2015 par le magazine Science, ce n’est pas pour rien. Entre autre usages de rupture, l’outil d’édition génétique permet de créer des plantes génétiquement modifiées (OGM) qui n’ont plus d’ADN étranger, et passent, aux USA, outre les réglementations.  Les techniques pré-CRISPR ont en effet quelques défauts qui font mauvaise presse aux OGM : insertion imprécise des gènes, qui risquent de perturber d’autres fonctions importantes, et surtout, insertion d’ADN étranger issu de virus ou de bactéries. CRISPR-Cas 9 permet le développement de nouveaux caractères, non plus seulement en insérant des gènes étrangers, mais aussi, simplement, en inactivant ou modifiant un ou des gènes déjà présents via des mutations ponctuelles. Les espèces obtenues grâce à ces mutations ponctuelles pourraient ne pas être considérées comme des OGM, car de tels phénomènes peuvent se produire naturellement dans un organisme. Le ministère de l'Agriculture américain (DoA) a déjà fait ce choix.
 
La reconnaissance vocale
Disponibilité : Maintenant
L'avenir des ordinateurs et des appareils mobiles est la commande vocale. Déjà accessibles sur les appareils d'Apple, de Microsoft et de Google, les technologies de contrôle vocal – et plus généralement d’intelligence artificielle - continent à évoluer rapidement. C’est un chinois, Baidu, qui est le leader en la matière. Il dispose d'un laboratoire à la Silicon Valley où a été développée en 2014 la technologie Deep Speech.
 
Les fusées réutilisables
Disponibilité : maintenant
Les fusées de SpaceX et Blue Origin ont fait le buzz ces derniers mois. Et pour cause : elles se proposent de révolutionner l’usage des fusées en leur permettant de ré-atterrir après leur utilisation, et donc d'être réutilisées. Elles ont fait la preuve que cela était possible en décembre et janvier. D’énormes gains financiers sont à la clé, et l’Agence spatiale européenne (ESA), ne pouvant ignorer cette nouvelle donne, travaille elle aussi sur la conception d’une Ariane 6 réutilisable.
 
Les robots qui apprennent les uns des autres
Disponibilité : dans 3 à 5 ans
L’idée ? Permettre aux robots l’apprentissage par l’intermédiaire d’une base commune d'acquis, sur le Cloud. Un robot pourra y déposer une nouvelle compétence apprise ou en extraire une compétence disponible et "l’apprendre".  Les progrès en robotique accéléreraient en effet  spectaculairement si chaque type de machine n’avait pas besoin d’être programmée séparément. Un système déjà opérationnel, le ROS (Robot Operating System), permet déjà de tester cette idée.
 
L’ADN sur App Store
Disponibilité : cette année
Les techniques de séquençage du génome ont vu leur coût fortement décroître ces dernières années, et leur facilité et rapidité d’éxécution énormément s’améliorer. A partir de simples échantillons de salive, l’entreprise californienne Helix  – rachetée par Illumina -  annonce qu’elle pourra dès cette année proposer d’effectuer une analyse de l’ADN à la demande, établir une description totale du génome, et la rendre accessible en ligne, ou disponible sur Android et iOS. Le tout pour 100 dollars. L’utilité ? Connaître ses propres dispositions aux maladies, ou la probabilité de transmission à ses enfants. Pour cela, Helix construit le plus grand centre de séquençage du génome du monde, mais d’autres entreprises, comme Veritas Genetics, sont sur le coup. Reste qu’il faut l’autorisation de la FDA, l’Agence américaine des produits alimentaires et pharmaceutiques.
 
L’usine géante de Solar City
Disponibilité : l’année prochaine
L’usine construite à Buffalo par Solar City coûtera 750 millions de dollars, mais permettra de produire à la chaine 10 000 panneaux photovoltaïques par jour ! Soit en une année suffisament de panneaux pour produire 1 GW d'électricité . Ce qui est beaucoup sachant que les centrales nucléaires du parc français existant ont une puissance entre 0,9 GW et 1,45 GW. Ce sera tout simplement la plus grande usine de l’Amérique du Nord, mais il faut ça pour faire baisser les coûts de production et concurrencer les chinois, qui dominent ce marché. Solar City n’entend pas pour autant faire des panneaux de basse qualité et se targue de produire des panneaux d’un rendement de 22 % !
 
Slack
Disponibilité : maintenant
Slack permet d'échanger des fichiers, d'appeler, de souscrire à des chaînes ouvertes, de créer des bots, ou encore de joindre facilement une correspondance de travail aussi bien depuis un téléphone que depuis un ordinateur. Créé en 2013, trois millions de personnes l'utilisent aujourd'hui quotidiennement. Dans l’ensemble, le service rend la correspondance de travail moins contraignante, en regroupant toutes les communications. Une offre entreprise est prévue en 2016. Avec SlackQuipHipchat et Microsoft sont les acteurs clés de cette nouvelle manière de correspondre.
 
Le pilote automatique de Tesla
Disponibilité : maintenant
En octobre 2015, Tesla a lancé un nouveau système opérationnel (Tesla 7.0) avec une fonction d'auto-pilotage pour ses voitures électriques Model S et X. En attendant que les voitures Tesla soient vraiment autonomes - Elon Musk parie sur deux ans - ce mode semi-autonome apporte énormément de données et d’enseignements à Tesla : 70 000 véhicules Tesla en circulation ont déjà parcouru plus de 160 millions de kilomètres avec le mode autopilote. A titre de comparaison, même complètement autonomes, les Google Car n'ont roulé "que" 2,5 millions de km. Outre Tesla et Google, tous les constructeurs travaillent bien sûr sur la voiture autonome. La présence de voitures automatisées sur les routes devrait réduire drastiquement le nombre d'accidents de la route.
 
La transmission d’énergie sans fil
Disponibilité : dans 2 à 3 ans
Dans le sillage de l’explosion des objets connectés, des technologies sont développées pour exploiter les signaux Wi-Fi et autres signaux de télécommunication pour permettre à des objets de se recharger et de communiquer en totale, ou presque, autonomie. C’est le cas du système de "Wi-Fi passif" mis au point par des chercheurs de l’Université de Washnigton et qui consomme 10 000 fois moins d’énergie que le Wi-Fi actuel, et 1 000 fois moins que du Bluetooth Low Energy ou du Zigbee. Des appareils ainsi libérés de la contrainte du stockage d’énergie ouvrent de nouvelles applications. La technique de rétro dispersion peut aussi permettre à un appareil de transmettre des informations et de se recharger en utilisant des ondes électromagnétiques réfléchies. Les chercheurs ont également trouvé une solution logicielle pour permettre à un modem Wi-Fi de distribuer le signal à un autre appareil pour le rechargement.
 

La prestigieuse MIT Technology Review a publié le 21 février sa liste des dix technologies de rupture pour 2018. Chaque année depuis 2001, le magazine américain compile des innovations qu’il juge décisives dans les années à venir pour les entreprises et nos modes de vie. Industrie, médecine, numérique… Les secteurs sont variés. Nous avons sélectionné cinq technologies numériques figurant dans la liste.

1 - LA VILLE INTELLIGENTE

C’est un choix étonnant tant la smart city couvre des sens différents. La revue prend pour exemple le projet Quayside porté par Sidewalk Labs et Waterfront Toronto. Nous présentions ce chantier en octobre 2017 à son annonce. Quayside s’appuiera sur un réseau étendu de capteurs pour recueillir des données sur la qualité de l’air, les activités des habitants ou encore le niveau du bruit. Bâtiments modulables, véhicules autonomes, robots livrant le courrier… Les promesses sont nombreuses.

La partie vraiment intéressante est peut-être ailleurs : Sidewalk Labs devrait laisser ses logiciels en accès libre, permettant à d’autres entreprises de créer des services à partir des infrastructures. “De la même façon qu’on construit des applications pour les téléphones portables”, décrit le MIT Technology Review.


2 - L’INTELLIGENCE ARTIFICIELLE POUR TOUS

La mode autour de l’intelligence artificielle traduit aussi une réalité : sa démocratisation. Les services d'intelligence artificielle s’appuyant sur le cloud rendent l’utilisation de cette technologie moins complexe et moins onéreuse. Cette rupture est déjà en place selon le MIT Technology Review avec des géants technologiques vendant leurs outils à des entreprises plus modestes.


En janvier, Google a lancé par exemple Cloud AutoML pour vulgariser le machine learning grâce à des systèmes pré-entraînés. En octobre 2017, Amazon Web Services et Microsoft ont créé une interface en open source, Gluon, pour permettre aux développeurs de bâtir des modèles de machine learning pour le cloud et des applications mobiles.

3 - LES RÉSEAUX ANTAGONISTES GÉNÉRATIFS

Si on se veut plus technique en matière d'IA, le MIT Technology Review met en lumière les performances d'une nouvelle méthode d'apprentissage profond : les réseaux antagonistes génératifs (pour “generative adversarial network” ou GaN). Lorsque deux intelligences artificielles s’affrontent, elles arrivent à un meilleur résultat, et le font plus vite et plus efficacement.

En octobre 2017, Nvidia a par exemple entraîné une IA à créer des visages humains fictifs en la nourrissant de photographies de célébrités (voir la vidéo ci-dessous). Avec ce type de procédé, les IA des véhicules autonomes pourraient créer elles-mêmes des images de piétons pour s’entraîner à les reconnaître sans avoir besoin d’aller sur la route.


4 - LA TRADUCTION EN TEMPS RÉEL

Comprendre n’importe quelle langue étrangère en temps réel à la faveur d’écouteurs. C’est un fantasme récurrent de la science-fiction qui serait déjà à la portée du grand public. En octobre 2017, Google a annoncé la commercialisation de ses Pixel Buds : des écouteurs à 159 dollars capables de traduire en temps réel plus de 40 langues étrangères grâce à Google Translate. Toutefois, ils doivent encore fonctionner avec un smartphone. Équipés d’un microphone, les écouteurs captent la voix du premier utilisateur tandis que l’interlocuteur, avec un smartphone, écoute la traduction en temps réel. Celle-ci est également jouée dans les écouteurs connectés.

5 - UN OUTIL CRYPTOGRAPHIQUE POUR UNE CONFIDENTIALITÉ PARFAITE

Dans une majorité de blockchains, dont le Bitcoin, les transactions sont anonymes mais publiques. Un utilisateur peut donc être “traqué” en recoupant les informations sur ses paiements. Fin 2016, les développeurs de la monnaie virtuelle Zcash ont mis au point un nouvel outil cryptographique pour contourner cette faille. La méthode est baptisée zk-SNARK pour “zero-knowledge succinct non-interactive argument of knowledge”... Plus vulgairement, elle permet à un utilisateur de prouver qu’il détient une information sans pour autant la divulguer, de façon à limiter le vol d’identité ou les failles de sécurité. Elle a été adoptée en 2017 par les blockchains d’Ethereum et de JPMorgan Chase





        

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