Informatique, Image & son : Laboratoires : ce que l’avenir nous prépare

Informatique, Image & son : Dossier Vidéoprojecteur/Picoprojecteurs


Laboratoires : ce que l’avenir nous prépare



1. Une télévision plus communautaire

Bien avant de
débarquer dans les rayons, les technologies de notre quotidien ont passé
des années au sein de laboratoires. Voici ce qui pourrait bien en
sortir dans les prochaines années.

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Et si vous retrouviez vos amis également sur votre téléviseur ? C’est
justement la proposition de chercheurs du MIT (Université de recherche
américaine dans le domaine de la science et des technologies).
Marie-José Montpetit et ces étudiants ont présentés l'an dernier un
prototype de ce que pourrait être le croisement entre la TV et les réseaux sociaux.

Une base de données agrège des vidéos postées sur Internet
provenant de sources comme YouTube et y associe une base d'utilisateurs
pré-enregistrés. Ces derniers peuvent alors partager via une
application iPhone des commentaires sur ce qu'ils sont entrain de
visionner sans pour autant encombrer leur TV avec des sous-titres. De
même si un membre de votre groupe vous suggère un programme celui-ci
lors du démarrage de la diffusion s'affichera en petit dans votre écran
pour vous alerter. Les préférences de votre groupe de téléspectateurs
pourraient aussi permettre au réseau de vous faire des suggestions de
programmes. Vous ne regarderez plus jamais la TV seul !

2. Résistances auto-refroidissantes

Bien avant de débarquer dans les rayons, les technologies de notre quotidien ont passé des années au sein de laboratoires. Voici ce qui pourrait bien en sortir dans les prochaines années.

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L’émission de chaleur est un problème important en matière de
conception électronique. Des chercheurs de l’université de l’Illinois
ont découvert que les transistors au graphène ont des effets de
refroidissement à échelle nanométrique, réduisant ainsi leur
température. Les effets de refroidissement peuvent aller jusqu’à
dépasser la chaleur produite donc le système est capable de se
refroidir lui-même.

Actuellement, selon les chercheurs,
les vitesses et tailles des puces sont limitées par la quantité de
chaleur qu’elles émettent. Tous les appareils électroniques dégagent de
la chaleur suite à la collision des électrons avec le matériel ; il
s’agit d’un phénomène appelé chauffage résistif. Cette chaleur l’emporte
sur les autres effets thermoélectriques plus faibles, qui peuvent
refroidir localement un appareil. Les ordinateurs à puces en silicium
utilisent des ventilateurs ou des systèmes à eau pour refroidir les
transistors, un procédé qui consomme une grande partie de l’énergie
requise pour faire fonctionner l’appareil.

Cependant,
les futures puces d’ordinateur fabriquées en graphène – couches de
carbone d’un atome d’épaisseur – pourraient être plus rapides que les
puces en silicium et utiliseraient moins d’énergie. L’équipe de
l’université de l’Illinois a utilisé une sonde atomique tomographique
afin d’évaluer, pour la première fois, la température à l’échelle
nanométrique d’un transistor en graphène. Les résultats sont
surprenants : le transistor est capable de puiser plus de chaleur qu’il
n’en a produite, ce qui en fait un excellent système de refroidissement.


3. Des moteurs de recherche plus pertinents

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sortir dans les prochaines années.

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De Yelp à Google, le web contient un nombre considérable de lieux
(restaurants, bars…). Avec ces outils de recherche, les résultats sont
organisés selon un classement numérique, mais la plupart du temps il
s’agit pour l’utilisateur de trouver le bon mot pour coller au plus près
de sa recherche. Par ailleurs, certains critères telles que la taille
de l’assiette ou la qualité des cocktails, par exemple, ne sont pas pris
en compte. Un nouveau système issu du MIT passe au crible les résultats
des utilisateurs, en sélectionnant les informations utiles et en les
organisant de manière à faciliter la recherche.

Le système
détermine la structure grammaticale des phrases qui composent les
résultats et classe les mots utilisés par paire d’adjectif-nom. Si, par
exemple, quelqu’un a écrit « les martinis y sont excellent »,
l’algorithme extrait la phrase « excellent martinis ». Extraire un classement quantitatif à partir de résultats non structurés a toujours permis d’enrichir une recherche.

Deux prototypes du système du MIT, tous deux avec interface vocale,
sont actuellement disponibles en ligne. L’un accueille les requêtes en Chinois et propose des résultats liés entreprises basées à Taipei, Taiwan, tandis que l’autre est en Anglais et offre des informations sur des entreprises de Boston.


4. Des réfrigérateurs magnétiques

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Les réfrigérateurs se font toujours plus efficaces et toujours plus compacts. Mais bientôt, ils pourraient être alimentés grâce à de nouveaux matériaux, comme de puissants aimants.
D’après les recherches effectuées à Berkeley, les aimants utilisent non
seulement moins d’énergie, sont moins bruyants, mais ils sont aussi
sans CFC, ces gaz qui contribuent à l’effet de serre.

Ce système
est basé sur l’effet magnétocalorique, par lequel un changement du
champ magnétique dans un matériau provoque un refroidissement. L’idée,
selon les chercheurs, est de trouver un alliage qui crée cette opération
à température ambiante, sans avoir à apporter trop d’énergie et pour un
prix abordable.

Dans cette optique, différents chercheurs se
penchent sur un dispositif d’alliage qui offre un effet magnétocalorique
géant, provoquant ainsi une immense différence de température lorsque
les champs magnétiques sont manipulés.

Pour l’instant, l’équipe
de Berkeley a déterminé que l’ajout de cuivre affaiblit le magnétisme de
l’alliage, tout en renforçant le lien nickel-gallium. Elle analyse
actuellement les alliages en ajoutant différents matériaux tel le
lanthanide, du fer ou du silicium. Une fois assimilé et maîtrisé, l’effet
magnétocalorique géant pourrait être utilisé non seulement sur les
réfrigérateurs mais aussi sur les ordinateurs portables, ou encore pour
l’air conditionné en voiture.


5. La vidéo holographique

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Bien
que le CES ne tarisse pas d’éloges sur la TV 3D, certains
laboratoires voient encore plus loin en s’intéressant à la TV
holographique. Le MIT a récemment présenté un nouveau système qui
permet de capturer les informations visuelles grâce à des technologies
déjà disponibles auprès du grand public, puis de les envoyer via
Internet vers un dispositif holographique et de reconstituer une image
avec une qualité proche de celle du cinéma.

En novembre dernier,
les chercheurs de l’Université d’Arizona avaient déjà mis au point un
système de transmission vidéo holographique expérimental qui capture les
données toutes les deux secondes à l’aide de 16 caméras. Le
nouveau système conçu par le MIT n’utilise qu’une seule caméra pour
enregistrer les données, la Kinect de Microsoft, capturant 15 images à
la seconde. Ces chercheurs affirment que dans peu de temps ils
seront capables d’augmenter sensiblement la performance des caméras afin
d’enregistrer 24 images à la seconde (comme au cinéma) ou 30 images à
la seconde (TV aux Etats-Unis et au Japon). Cela donnerait une
impression de mouvement continu.

Il existe une différence majeure
entre les hologrammes et les images 3D, différence rarement mise en
valeur. Lors de la projection d’un film en 3D, les spectateurs assis à
chaque extrémité de la salle ont beau voir une image en relief, celle-ci
est identique pour tout le monde. Au contraire, lorsqu’on tourne autour
d’un hologramme, la vision de l’image n’est pas la même selon que
l’angle de vision. Lorsque le spectateur tourne autour de l’image
projetée en hologramme, sa vision de l’image projetée va tout le temps
changer, comme si l’objet était réel. Vivement la Princesse Leia en
hologramme !


6. Puce mémoire basse tension

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Le perfectionnement des dispositifs de mémoire va devenir
indispensable face à l’arrivée de nouveaux gadgets toujours plus
élaborés. Les dernières découvertes révélées par les chercheurs permettront de stocker davantage tout en nécessitant moins d’énergie.

Actuellement,
la plupart des appareils électroniques convertissent les données en
code binaire. D’après les chercheurs de l’Université d’Edimbourg, une
nouvelle puce dispose d’un procédé mécanique capable de traduire les
données en signaux électriques. Ce procédé permet une grande
amélioration des performances de la puce tout en économisant de
l’énergie par rapport aux outils habituels de stockage.

L’appareil
enregistre les données en mesurant le courant passant dans le nanotube
de carbone. Le codage binaire des données est ensuite établi grâce à une
électrode qui contrôle la circulation du courant.

Les tentatives
précédentes d’utilisations de transistors à nanotube de carbone ont été
un échec en raison d’une vitesse de transmission trop faible et une
capacité de mémoire trop courte. Grâce à ce procédé mécanique bien plus
efficace, les chercheurs sont parvenus à surmonter ces problèmes.


7. Le capteur photo oculaire

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Pour la première fois, des chercheurs de la Northwestern University et de l’université de l’Illinois à Urbana-Champaign
ont développé un appareil photo curviligne, semblable à l’œil humain,
dotée d’une option de zoom. Ce « capteur oculaire » possède un zoom
optique de 3,5x et sa taille ne dépasse pas celle d'une pièce de 5 cents
(une amélioration au niveau du zoom est prévue) tout en assurant une
bonne qualité d’images pour un coût de fabrication peu élevé.

Selon les chercheurs, une fois optimisé, le capteur devrait
être utile pour de nombreuses applications, comme la vidéosurveillance
nocturne, la vision robotique, l’imagerie endoscopique et autres
appareils électroniques.

Ce minuscule capteur présente
tous les avantages de l’œil humain et d’un appareil photo reflex
mono-objectif (SLR) avec un zoom en plus sans le volume et le poids d’un
objectif complexe. Tout cela est possible grâce à la flexibilité. Une
lentille et des photo-détecteurs sont placés sur des matériaux flexibles
et un système hydraulique qui peut changer la forme des substances de
manière appropriée, permettant un zoom adaptable.

Le système du capteur intègre également une lentille créée grâce à
une fine membrane élastique sur une chambre à eau, avec dessous une
fenêtre en verre.


8. Des GPS dotés d’une meilleure réception

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L’utilisation du GPS
est devenue délicate suite à de nombreux problèmes de piratage et
d’interférences. Ainsi, des chercheurs britanniques ont décidé de
remettre au goût du jour eLORAN, un système des années 1950 capable de
remédier aux interférences. Il fonctionne à la fois sur terre et sur
l’eau et peut interagir avec les derniers satellites en orbite. De
nouveaux modèles d’antennes pourraient également offrir une bien
meilleure réception malgré un faible signal et permettre de rester
connecté plus longtemps.


9. Des projecteurs insensibles à la luminosité

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Pensez à un vidéoprojecteur de toute petite taille – mais capable de
projeter des couleurs lumineuses. C’est ce qu’ont mis au point des
chercheurs de l’Institut Fraunhofer : un dispositif
nanostructuré de lentilles capable d’enregistrer ou de projeter des images à des niveaux de luminosité très élevés.

Actuellement,
il faut toujours réduire l’éclairage de la pièce dans laquelle on
souhaite projeter une image via un vidéoprojecteur. Les projecteurs du
futur risquent de bouleverser cette idée reçue. Selon les chercheurs,
non seulement leur taille sera considérablement réduite (ils seront donc
plus faciles à utiliser) mais ils offriront des niveaux de luminosité
jamais atteints, capables de projeter des images nettes et précises –
même dans une pièce ensoleillée.

Ce prototype est un dispositif
optique de onze millimètres carrés sur trois millimètres d’épaisseur
associé à une puissante lampe à LED. Les images projetées sont
incroyablement nettes et les couleurs sont d’une clarté exceptionnelle –
tout ceci grâce aux nano et microtechnologies. La puce réunit près de
250 nanolentilles et sous chaque lentille se trouve une micro-image.
Lorsque celles-ci sont projetées sur un mur au même moment, elles
produisent une image d’une qualité exceptionnelle.

Cette
micro-technologie est en bonne position pour succéder aux
rétroprojecteurs et aux projecteurs numériques mais également aux
appareils photo. Il permet de projeter des diapositives, des
clips vidéo et des films à partir d’un téléphone portable ou d’un
ordinateur – que ce soit à la maison, au bureau ou ailleurs. Vous l’aurez compris, les lentilles de demain seront minuscules et lumineuses.


10. Des batteries très longue durée

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Les ingénieurs à l’origine de la prochaine génération d’appareils
ont toujours rêvé de batteries plus petites et plus légères. Désormais,
ce rêve pourrait se concrétiser : des ingénieurs de l’Université de l’Illinois ont développé un
type de mémoire numérique très basse consommation qui est plus rapide
et qui consomme 100 fois moins d’énergie que les mémoires identiques
actuelles.Cette technologie offrirait des cycles de charge beaucoup plus importants aux appareils portables du futur.

Selon
les chercheurs, lorsqu’avec une seule charge votre batterie pourra
tenir un mois et non plus seulement un après-midi, les équipements
mobiles connaîtront un nouvel essor. La quantité de charge stockée dans
les appareils portables actuels se fait sous forme de bits, un procédé
relativement lent qui nécessite une haute tension de programmation.
L’industrie se penche désormais sur des matériaux à changement de phase
(MCP) plus rapides mais aussi plus puissants afin de changer la donne.
Dans une mémoire à changement de phase, un bit est stocké dans la
résistance du matériau qui est échangeable. L’objectif des chercheurs
est de réduire la taille des batteries en incorporant des nanotubes de
carbone au lieu de câbles en métal.

Pour créer un bit, les
chercheurs placent une petite quantité de MCP dans un trou de taille
nanométrique formé au centre d’un nanotube de carbone. Ils peuvent
« activer » ou « désactiver » le bit en faisant circuler un faible
courant électrique dans le nanotube.
Les nanotubes peuvent également
se targuer d’une grande stabilité car ils ne sont pas soumis à la
détérioration qui affecte les câbles en métal. De plus, le MCP qui joue
le rôle d’un bit est à l’abri d’un effacement accidentel dû à un scanner
ou à un aimant.

Actuellement, un smartphone utilise environ un watt d’énergie et un ordinateur portable
en consomme 25. Une partie de cette énergie est destinée à l’affichage
et une part de plus en plus grande est consacrée à la mémoire. Les bits
basse tension MCP permettraient d’augmenter la durée de vie des
batteries des appareils actuels.


11. Bioinformatique

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Les scientifiques se tournent vers la biologie afin de
concevoir des puces informatiques à faible consommation d’énergie qui
utilisent de la lumière et non de l’électricité. Dans une étude
récente, des chercheurs du MIT ont démontré que de toutes petites
particules d’or et des billes de protéine, connues sous le nom de
pseudo-virus, sur lesquelles sont fixés des chaînes d’ADN,
s’assembleraient d’elles-mêmes sous la forme d’une structure en réseau.
Les distances entre les particules sont exactement celles qui
permettraient à un cristal photonique de conduire la lumière dans le
spectre visible.

Les cristaux photoniques sont créés à partir de matériaux qui
courbent la lumière de différentes façons. Ajuster un cristal photonique
à la lumière dans le spectre visible requiert d’espacer les matériaux
de quelques nanomètres, ce qui est difficile à réaliser avec les
techniques de fabrication actuelles. À ce jour, les seuls cristaux
photoniques qui fonctionnent dans le spectre visuel sont
bidimensionnels : ils peuvent refléter la lumière qui circule sur un
plan mais pas sur le plan perpendiculaire. Néanmoins, un cristal
photonique à base d’or et de protéine ayant les dimensions requises
reflèterait la lumière en trois dimensions, une condition sine qua non
pour que la lumière circule à travers les nombreuses couches d’une puce
informatique. Faire appel à la biologie pour créer de meilleures
technologies n’est pas nouveau, mais cela offre de belles perspectives
pour l’avenir de l’informatique.

Source : Bestofmicro.com/