Article publié à l’origine dans l’édition d’octobre 2017 du journal Diversions – consulter le PDF ici –
Vous vous souvenez peut-être encore de ces moments d’anthologie du film Terminator 2, et de la capacité du robot T-1000 de prendre n’importe quelle forme humaine ou matérielle – voir en bas de l’article -. Si nous sommes ici dans la science-fiction pure, nul n’est en mesure d’affirmer qu’une telle prouesse ne sera pas possible un jour. Ce sera justement l’objet de la 12e Nuit des Chercheurs à Besançon ce vendredi 29 septembre (à partir de 19h à la MDSHE), que d’évoquer cette question de l’impossible en matière de sciences. Benoît Piranda, l’un des intervenants, a pu présenter ses travaux de recherche autour de ce que l’on nomme la « matière programmable ».
Utilisation potentielle de la matière programmable avec la création d’un mug à partir d’un modèle CAO informatique (conception assistée par ordinateur) – Photo : FEMTO-ST
Maître de Conférences en informatique à l’Université de Franche-Comté, et chercheur au Département DISC/OMNI du laboratoire FEMTO-ST, Benoît Piranda a présenté au public de petits cubes de 4cm (les Blinky Blocks), des robots miniatures identifiés chacun de manière spécifique et capables de communiquer entre eux. Ce sont eux qui constituent la matière programmable. Chaque robot est capable d’effectuer des calculs, équipé de senseurs pour appréhender son environnement et d’actionneurs pour mener des actions spécifiques selon les demandes. Chaque cube va ainsi agir selon les comportements de ses « congénères » et selon des demandes extérieures. « Si je suis un robot, je suis un individu au sein d’un grand nombre », explique Benoît. « Je dois savoir quelle est ma tâche locale. Cette action participera à atteindre le but recherché par l’ensemble des robots ».
Modélisation d’un véhicule qui serait potentiellement constitué de catoms – Photo : FEMTO-ST
Benoît Piranda et d’autres chercheurs, qui se partagent entre le laboratoire FEMTO-ST, l’Université de Tokyo, et l’Université de Carnegie Mellon à Pittsburgh aux États-Unis, travaillent dans le cadre de ce que l’on nomme la programmation distribuée. La grande problématique qui les occupe depuis près de huit ans – et qui nous ramène à notre principe du T-1000 évoqué dans l’introduction – est de savoir si l’on peut créer une matière capable de changer de forme. « Si je brise un ordinateur, peut-il former deux ordinateurs tout aussi fonctionnels ? », s’interroge Benoît. Si la question est posée, on imagine donc qu’une réponse affirmative est possible ! FEMTO-ST travaille ici dans le cadre du projet Claytronics – contraction des mots anglais clay (argile) et electronics -, programme de robotique permettant à des robots minuscules de former des objets intelligents.
Dans l’univers, chaque être vivant et chaque matière inanimée sont constitués d’atomes qui, agglutinés ensemble, composent toute la diversité de notre monde. Le principe de la matière programmable est finalement le même : parvenir à mettre au point des sortes de briques, composants primaires qui, une fois en mesure de communiquer entre eux, peuvent s’organiser et se réorganiser pour prendre n’importe quelle forme. Permettre qu’un objet puisse créer de lui-même un autre objet. Tout n’est ensuite qu’une question de programmation – distribuée –. À partir d’une programmation locale – au sein de chaque entité robot – on doit être en mesure de parvenir à un effet global, suite à la synchronisation de différentes actions. Si l’on peut déjà, en empilant plusieurs cubes, agir sur la couleur ou même faire écrire à ces derniers des mots, les cubes agissant comme des pixels pour former des caractères, des recherches sont actuellement menées sur des composants plus petits, quasi-sphériques et possédant 12 faces communicantes (les catoms 3D), permettant de multiplier les capacités de communication entre les entités. Alors que l’impression 3D permet à partir d’un outil informatique de modéliser un objet pour ensuite le créer, les recherches au sein de FEMTO-ST s’attachent quant à elles à parvenir à ce que l’objet se crée lui-même. La matière qui le compose ne sortirait ainsi, non pas de la buse d’impression d’une machine 3D, mais prendrait elle-même une forme particulière selon les demandes et les contextes. Citons encore, à l’étude en ce moment, un circuit imprimé capable de se déformer. Au Japon, ce sont des billes de 5 mm qui sont d’ores et déjà capables de réagir à une simulation informatique… On n’en est pas encore au métal liquide du T-1000, mais on voit que la technologie permet une miniaturisation de plus en plus conséquente des entités. D’un autre côté, les capacités de calcul des processeurs s’améliorent elles aussi au fil des années, et l’un des grands défis sera d’augmenter la vitesse de transmission des informations entre les différentes briques.
– Dominique Demangeot –