Le monde des nanotechnologies

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Écrit par Super User

Catégorie : HOMME et IA

Publication : 11 novembre 2018

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Je vous propose un article de vulgarisation qui décrit les espoirs et les réalisations de cette technologie assez peu connue du grand public 

Depuis que l’Humanité existe, nous fabriquons et nous utilisons des outils manufacturés. D’un certain point de vue, on peut dire que les techniques de fabrication ont peu changé depuis les temps préhistoriques !

En effet, la fabrication d’un objet nécessite le plus souvent l’extraction de matières premières en assez grande quantité, tout un processus de travail sur ces matériaux (de chauffage, d’application de pression, de processus chimiques), d’assemblage (par soudure, par attaches, par collage) avant d’obtenir l’objet désiré, qui peut être par exemple une massue, une voiture, un ordinateur, une feuille de papier ou même un steak tartare.

Mais depuis quelques années une nouvelle technologie fait de plus en plus parlé d’elle, la nanotechnologie. Cette nouvelle technologie concerne les matériaux et instruments fabriqués à l’échelle atomique et moléculaire. Ces développements auront à l’avenir un impact sur l’électronique, l’informatique, la médecine, l’esthétique, l’armement, l’alimentation, l’énergie... bref sur notre façon de vivre.

Le terme " Nano " est un préfixe grec qui signifie un " milliardième " (de mètre dans les cas des nanotechnologies). Un atome est plus petit qu’un nanomètre, alors qu’une molécule peut dépasser cette mesure.

Actuellement, la tendance est au contrôle de plus en plus fin de la matière fabriquée (on grave aujourd’hui des sillons de largeur inférieure au micromètre sur les puces informatiques (100 fois plus fin qu’une feuille de papier).

La dimension de 100 nanomètres est importante en Nanotechnologie, car sous cette limite, on peut observer de nouveaux comportements de la matière, notamment à cause des lois de la physique quantique.

Les capteurs mécaniques de chocs pour les coussins à air dans les voitures sont ainsi gravés directement sur les puces informatiques. Mais il s’agit là d’une technologie qui montre des limites et déjà s’apprêtent selon certains chercheurs à être largement dépassée.

Il y a actuellement deux types de Nanotechnologies qui peuvent être envisagés.

Primo : la nanotechnologie « Top-down » littéralement de haut en bas. On va miniaturiser des dispositifs, des structures jusqu'à l’échelle nanométrique. C’est plutôt de cette façon que les technologies se sont débrouillées jusqu'à aujourd’hui, en particulier dans le domaine de l’électronique où la miniaturisation est prépondérante.

Secondo : La nanotechnologie « Bottom-up »  littéralement de bas en Haut. On va partir d’une structure nanométrique comme une molécule, pour obtenir le dispositif voulu, plus grand que la structure initiale, par assemblage ou auto-assemblage. Cette approche, considérée par certains comme la " seule et vraie " nanotechnologie, devrait permettre un contrôle extrêmement précis de la matière. C’est de cette façon que l’on va s’affranchir des limitations de la miniaturisation, notamment dans le domaine de l’électronique.

Cette étape ultime appelée " nanotechnologie moléculaire ", ou " fabrication moléculaire " a été mise en perspective par le chercheur K. Eric Drexler.

Elle théorise de véritables usines moléculaires, capables de créer n’importe quel matériau par assemblage précis, contrôlé et exponentiel d’atomes et de molécules.

Et lorsque l’on réalise que la totalité de notre environnement perceptible est constitué par un nombre limité de constituants différents (atomes), qui selon leur agencement, peuvent donner des créations aussi diverses, que l’eau, le diamant, ou l’os, on entrevoie aisément le potentiel quasi-illimité offert par la fabrication moléculaire.

Possibilités qui pourraient bien, un jour, déboucher sur les réplicateurs de Star Trek qui nous sont si familiers.

Certains scientifiques contestent cependant la faisabilité de la fabrication moléculaire, et se heurtent ainsi à la vision à long terme d’Eric Drexler, mais la majorité des chercheurs s’accorde à dire qu’à maturité d’un développement positif, les nanotechnologies devraient améliorer très significativement les conditions de vie sur terre (et dans l’espace) pour l’ensemble de la population.

Perspectives

Il y a quelque chose d’ultime dans les nanotechnologies, la matière est manipulée à son niveau le plus élémentaire : l’atome.

Les nanotechnologies sont une étape logique, inéluctable du progrès Humain.

Plus qu’un progrès technologique circonscrit, c’est un nouvel " age " qui est en train de naître avec la maîtrise nanotechnologique. Les domaines d’applications sont multiples, de la crème solaire aux nanorobots réparateurs de cellules.

Voici une liste non exhaustive des principaux domaines qui seront affectés par les nanotechnologies :

1. Les matériaux : de nouveaux matériaux, plus durs, plus résistants, plus légers et moins coûteux.
2. L’électronique : des composants électroniques toujours plus petits, permettant des calculateurs toujours plus puissants.
3. Les énergies : avec par exemple un décuplement du potentiel des énergies solaires.
4. La Santé et les nanobiotechnologies : tant du point de vue de la prévention, du diagnostique et du traitement. Par exemple, des sondes nanoscopiques pourront en permanence surveiller notre état de santé, de nouveaux outils pourront permettre l’élaboration de traitements contre des maladies génétiques, des marqueurs pourront détecter et détruire une à une des cellules cancéreuses etc…

De ces larges domaines, découlera un impact sur un vaste spectre d’industries, telles les cosmétiques, les pharmaceutiques, l’automobile, l’électroménager, l’hygiène, le bâtiment, la communication, la sécurité, la conquête spatiale… L’environnement également, bénéficiera à terme d’énergies plus propres, plus économes, et de matériaux moins polluants. Bref, de très nombreux aspects de notre vie quotidienne seront d’une manière ou d’une autre affectés par la maîtrise des Nanotechnologies, car les Nanotechnologies vont permettre de faire mieux, avec moins.

Déjà aujourd’hui, des produits nanotechnologiques existent déjà dans le commerce. Ainsi on peut se procurer des raquettes de tennis plus résistantes et légères car composées en parties de nanotubes de carbone, ou encore des cosmétiques contenant des nanoparticules assurant une meilleure pénétration de l’épiderme. Mais on est encore loin de l’ère nanotechnologique qui envahira notre quotidien.

Cependant, si le développement des Nanotechnologies doit être encouragé, il est à orienter très sérieusement dans le bon sens : des garde fous sont à placer, car comme toute grande avancée technologique, les nouvelles potentialités offertes réservent des inconnus et des risques à craindre telle une compétition effrénée vers de nouvelles armes plus petites et meurtrières.

I.A vs I.H en 2018

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Écrit par Super User

Catégorie : HOMME et IA

Publication : 27 mai 2018

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L'Homme a rêvé de voler pendant des siècles; des précurseurs comme Léonard de Vinci ont même ébauché des solutions embryonnaires, puis l'homme l'a finalement réalisé et avec quelle vigueur. Il en sera inéluctablement de même pour l'homme amélioré par l'IA avant le 21^ème siècle.

Pour tous les incrédules, qui par ailleurs peuvent avoir la foi dans une religion, je leur conseille vivement de lire le livre sérieux et précurseur de LAURENT ALEXANDRE : LA GUERRE DES INTELLIGENCES

Quand on a comme moi, écouté adolescent la radio avec un poste à Galène (une diode au germanium mécanique), puis découvert professionnellement le transistor au germanium dans les années 60 qui se présentait dans un boîtier de 1cm2 et que l'on suit la technologie en perpétuelle évolution depuis 50 ans pour aboutir aujourd'hui à des milliards de transistors gravés à quelques nanomètres sur la même surface, on ne peut qu'être certain que les prévisions de Laurent ALEXANDRE se réaliseront obligatoirement avec nous les Européens ...........ou sans nous !!!!!!

PS: Je propose ici la postface de son livre, à faire lire aux adolescents actuels.............mais aussi à leurs parents et maîtres !!!!!!

Voir ici la postface

Nanotechnologie et I.A

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Écrit par Super User

Catégorie : HOMME et IA

Publication : 11 novembre 2018

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Voici un article publié dans la presse ces derniers mois qui montre une avancée spectaculaire, et Française, dans le domaine des structures de neurones du futur qui supporteront le cerveau artificiel et l'I.A associée

Thales dévoile son nano-neurone artificiel et prouve ses capacités

MANUEL MORAGUES THALES , NANOTECHNOLOGIES 

PUBLIÉ LE 20/09/2017 À 10H17

Des chercheurs de l’unité mixte de physique CNRS-Thales de Palaiseau ont présenté ce mardi 19 septembre un nano-neurone artificiel qui ambitionne d’être le composant de base d’ordinateurs dédiés à l’intelligence artificielle. Et ont démontré ses capacités.

La directrice de recherche CNRS Julie Grollier, dans le laboratoire de l'unité mixte de physique CNRS/Thales, à Palaiseau (Essonne).© L. Thion Ecliptique

 

Unité mixte de physique CNRS-Thales, Palaiseau, Essonne. Sur le bel écran couleur de l’oscilloscope, Mathieu Riou pointe une série d’oscillations en jaune – représentant une voix prononçant des chiffres. Puis un autre signal d’apparence tout aussi brouillonne, en vert : "C’est la réponse du nano-neurone." Soit les chiffres reconnus par la machine, avec une précision de 99,6%. On peut croire le doctorant sur parole. La revue "Nature" a publié en juillet dernier ces travaux, menés en collaboration avec des chercheurs américains et japonais. Pour Julie Grollier, directrice de recherche au CNRS et directrice de thèse de Mathieu Riou, "C’est une première. Les autres travaux sur des neurones artificiels d’échelle nanométrique se cantonnent à simuler des réseaux de leurs neurones. Nous, nous réalisons une démonstration."

Filer l’analogie avec le cerveau, dix mille fois plus efficace énergétiquement

"C’est une percée prometteuse dans l’intelligence artificielle",soulignait un peu plus tôt ce 19 septembre Marko Erman, directeur de l’innovation de Thales. Et pour cause : l’intelligence artificielle dans sa version deep learning – apprentissage profond – exige de traiter d’énormes quantités de données. Faire tourner les algorithmes de réseaux de neurones sur l’informatique à base de transistors est un gouffre énergétique. La faute, pointe Julie Grollier, à "la séparation spatiale entre le stockage des données (la mémoire) et leur traitement (le processeur)". D’où l’idée de filer l’analogie avec le cerveau, dix mille fois plus efficace énergétiquement, dont les neurones, avec leurs synapses, traitent et stockent les données au même endroit et en même temps. Remplaçons le transistor par un composant rapprochant mémoire et traitement comme un neurone. L’ordinateur neuromorphique que l’on construira avec sera la machine idéale pour faire tourner les algorithmes de réseaux de neurones.

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