Chaque année, IBM Research dévoile cinq prédictions technologiques basées sur ses travaux de recherche et développement. Pour 2018, Big BlueBig Blue nous parle de blockchain pour lutter contre les fraudes, du plus petit ordinateur du monde, d'une cryptographie incassable, de microscopes autonomes pour surveiller la qualité de l'eau, d'intelligence artificielle impartiale et, enfin, de l'arrivée de l'informatique quantique. 

1. Le plus petit ordinateur du monde pour combattre la contrefaçon

Dans le circuit d'approvisionnement mondial, les produits (manufacturés, alimentaires, médicaments...) passent entre de nombreux intermédiaires avant d'atteindre le client final. Autant d'étapes propices à la contrefaçon ou à d'autres types de fraudes. IBM estime que, dans les cinq prochaines années, vont se développer ce qu'il appelle des « ancres cryptographiques », des sortes de gardiens minuscules intégrés dans nos objets du quotidien. Ces mouchards seront liés à une blockchain pour permettre de garantir la provenance et l'authenticité aussi bien de certains produits que de certains aliments ou médicaments.

IBM Research travaille sur ces liens infalsifiables entre le monde physiquephysique et la chaîne de blocs qui enregistre et certifie toutes les transactions de façon décentralisée. Il pourra s'agir de gouttes d'encres comestibles ou, pourquoi pas, d'un ordinateur minuscule comme celui qu'IBM a développé. La taille de celui-ci est inférieure à celle d'un grain de riz ; il intègre un million de transistors et ne coûterait que quelques dizaines de centimes d'euros à produire. Il pourrait surveiller, analyser et même agir sur des données. « Ces technologies ouvrent la voie à de nouvelles solutions en matièrematière de sécurité alimentaire, d'authenticité des composants fabriqués, de produits génétiquement modifiés, d'identification des objets contrefaits et de provenance des produits de luxe », écrit IBM.

Le plus petit ordinateur du monde conçu par IBM. © IBM

2. Une cryptographie incassable pour parer les cyberattaques

« Dans cinq ans, de nouvelles méthodes d'attaque rendront les mesures de sécurité actuelles terriblement inadéquates », nous prévient Big Blue. La firme américaine envisage que, dans un avenir lointain, des ordinateurs quantiquesordinateurs quantiques dotés de millions de qubitsqubits pourront casser les chiffrementschiffrements les plus puissants. IBM s'y prépare en développant une cryptographie basée sur un réseau euclidien (lattice cryptography) qui cache les données à l'intérieur de structures algébriques complexes.

Ces structures géométriques de haute dimension, faites de grilles de points infinis, créent un chiffrement impossible à casser sans la clé, même par un ordinateur quantique, assure IBM. Par ailleurs, cette technique ouvre la voie à un chiffrement totalement homomorphe (Fully Homomorphic Encryption) qui permet aux ordinateurs d'intervenir sur des données alors qu'elles sont encore chiffrées. Ainsi, il serait possible de travailler avec des informations sensibles ou personnelles sans avoir à les déchiffrer et les rendre vulnérables.

Un exemple de structure cryptographique basée sur un réseau euclidien. © IBM

3. Des microscopes robotisés pour protéger l'eau

À l'horizon 2023, des microscopes robotisés miniatures doués d'intelligence artificielle, interconnectés via le cloud, surveilleront en permanence les mers, les lacs, les cours d'eau... Ces équipements auront pour mission d'étudier le planctonplancton, qui est un indicateur clé permettant de mesurer la pollution chimiquepollution chimique ou le changement de température. Afin d'être peu énergivores et pas chers à produire, ces microscopes utiliseront des capteurscapteurs de luminositéluminosité en lieu et place d'un objectif classique. Pour IBM, cette solution pourrait notamment servir dans les cas de marées noiresmarées noires ou d'autres pollutions terrestres par infiltration dans les sols. 

4. Vers une intelligence artificielle impartiale

Aussi puissante soit-elle, une intelligence artificielle (IA) ne vaut que par les données qui servent à la former. Or, si ces données sont biaisées (préjugés raciaux, sexistes ou idéologiques implicites), cela aura évidemment une incidenceincidence sur la représentation du monde réel que restitue l'IA. Le manque de diversité des données utilisées pour entraîner les algorithmes a été récemment mis en exergue par une étude du MIT et de l'université Stanford qui citait notamment IBM. Ce dernier dit justement travailler à une méthodologie pour réduire les biais qui peuvent être présents dans un ensemble de données d'apprentissage.

Les scientifiques ont également mis au point un système d'évaluation des biais qui permet de déterminer l'équité d'une IA. « Au fur et à mesure que les systèmes d'IA décèlent, comprennent et soulignent les incohérences humaines dans la prise de décision, ils peuvent aussi révéler de quelle manière nous pouvons être partiaux, bornés et biaisés sur le plan intellectuel, ce qui peut nous conduire à adopter des points de vue plus impartiaux et égalitaires [...] Nous pouvons améliorer plus que l'IA. Nous pourrions tout simplement nous améliorer nous-mêmes », estime IBM. 

5. Dans cinq ans, l'informatique quantique sera très répandue

En 2023, l'informatique quantique ne sera plus si mystérieuse qu'elle ne l'est aujourd'hui pour la grande majorité d'entre nous. À cette époque, nous annonce IBM, nous aurons alors les preuves concrètes des applicationsapplications pour lesquelles un ordinateur quantique démontrera son efficacité. Mais surtout, d'ici cinq ans, l'informatique quantique sera très répandue dans les enseignements universitaires. « L'informatique quantique sera profondément ancrée dans une gamme de cursus, et son apprentissage sera un prérequis pour les programmes de sciences et d'ingénierie dans le monde entier », prédit IBM.

IBM : les innovations du futur

Article initial de Marc ZaffagniMarc Zaffagni, paru le 9/01/2017

IBM vient de dévoiler sa liste annuelleannuelle des cinq innovations scientifiques amenées à bouleverser nos vies dans les cinq prochaines années. En se basant sur les tendances de marché et les technologies sur lesquelles planchent ses chercheurs, Big Blue prédit l'arrivée d'outils scientifiques qui rendront « l'invisible visible » et aideront notamment à surveiller notre santé mentale ou à acquérir une vision de super-héros...

Rendre visible ce qui est invisible. C'est ainsi qu'IBM résume l'apport de cinq innovations majeures qui devraient émerger et mûrir dans les cinq années à venir. Des avancées qui reposent sur l'intelligence artificielle (IA), l'informatique photonique, l'analyse de bioparticules, le traitement des « big databig data » et que nous retrouverons dans les domaines de la santé, de l'environnement, des transports et de l'agricultureagriculture.

1. Notre santé mentale analysée par une intelligence artificielle

Selon IBM, l'intelligence artificielle sera amenée à jouer un rôle central afin de surveiller notre santé mentale. En analysant le langage et les écrits, des systèmes cognitifs pourront dégager des schémas révélateurs du début de maladies mentales et neurologiques. IBM teste déjà cette solution qui s'appuie sur les big data. À partir d'interviews psychiatriques, les chercheurs font travailler une IA afin qu'elle identifie des signes permettant de déceler des troubles mentaux tels que la psychosepsychose, la schizophrénieschizophrénie et la dépression.

Actuellement, 300 mots suffisent pour « aider les cliniciens à prédire la probabilité de psychose chez un utilisateur ». Dans un futur proche, cette technique basée sur l'apprentissage automatique combinée à de l'imagerie médicale (IRMIRM et EEGEEG) pourrait contribuer au diagnosticdiagnostic et au traitement des personnes souffrant de ParkinsonParkinson, d'Alzheimer, d'Huntington, du syndromesyndrome de stress post-traumatiquestress post-traumatique ou même d'autismeautisme.

2. Une vision de super-héros

Voir à travers le brouillardbrouillard ou la pluie, détecter du verglasverglas sur la route, analyser un médicament pour savoir s'il n'est pas contrefait... Voici quelques exemples de ce que pourront faire « l'hyperimagerie » associée à l'IA. IBM travaille sur des solutions techniques capables de traiter plusieurs bandes du spectrespectre électromagnétique afin de révéler des phénomènes physiques difficiles à déceler, voire invisibles. Les ondes millimétriques joueront un rôle clé dans cette évolution, de même que l'analyse des données recueillies.

Ces solutions existent déjà, mais la grande avancée à attendre dans les prochaines années est leur miniaturisation, de telle sorte qu'elles pourront être intégrées dans un smartphone, une caméra ou les capteurs d'une voiturevoiture qui, connectés à une IA hébergée sur un serveurserveur en ligne, pourront pratiquer des analyses et livrer des résultats en temps réel.

Le concept « d’hyperimagerie » décrit par IBM consiste à analyser plusieurs bandes du spectre électromagnétique afin de révéler des phénomènes physiques difficiles à déceler, voire invisibles. © IBM

3. Après le microscope, le macroscope pour mieux comprendre la Terre

L'Internet des objetsInternet des objets (IoT) est une innovation à la fois formidable et redoutable. Formidable car des milliards d'appareils connectés (capteurs, drones, caméras, satellites, gadgets électroniques, électroménager...) peuvent désormais à prendre le poulspouls de la planète et ses habitants. Mais l'IoT est aussi redoutable par la massemasse de données non structurées qu'il produit et auxquelles il faut pouvoir donner un sens afin de les rendre utiles.

C'est là qu'intervient le « macroscope ». IBM décrit ce concept comme un ensemble d'algorithmes d'apprentissage automatique et de logicielslogiciels qui feront ce travail de mise en forme et d'analyse des big data. Dans les années à venir, selon IBM, l'un des champs d'application des macroscopes sera l'agriculture, qui gagnera en efficacité grâce aux analyses des données fournies par des capteurs environnementaux (airair, sol, eau) corrélées avec des données climatiques. Les agriculteurs seront mieux informés pour savoir quoi planter, à quel moment et quel endroit tout en économisant l'eau au maximum.

4. Des « laboratoires sur puce » joueront les détectives

L'une des clés du dépistagedépistage précoce des maladies est la capacité à analyser les bioparticules présentent dans la salivesalive, les larmeslarmes, le sang, l'urine ou la sueur. Pour cela, il faut développer des instruments de mesure portables capables de suivre ces biomarqueurs au quotidien et de faire remonter l'information dès qu'une anomalieanomalie est décelée.

C'est le concept du « laboratoire sur puce », qu'IBM n'est pas le seul à explorer. Il s'agit de concevoir une puce électronique capable de gérer un ensemble d'analyses qui d'ordinaire sont pratiquées par différents instruments. Les chercheurs d'IBM planchent actuellement sur des laboratoires sur puce capables d'isoler des bioparticules de 20 nanomètresnanomètres de diamètre, ce qui permet de travailler à l'échelle des virus et des exosomesexosomes. À partir de ces informations croisées avec d'autres données vitales, une intelligence artificielle pourrait pratiquer une analyse fine et, potentiellement, détecter une maladie avant même que les symptômessymptômes ne se manifestent.

IBM Research développe actuellement des puces électroniques capables de pratiquer des analyses de bioparticules à l’échelle de l’ADN. © IBM

5. La pollution détectée à la vitesse de la lumière

En matière de pollution environnementale, rendre l'invisible visible peut permettre de détecter des fuites toxiques avant qu'elles ne prennent des proportions catastrophiques. C'est dans cet objectif qu'IBM Research travaille depuis de nombreuses années sur une technologie de transfert des données par la lumièrelumière qui repose sur une puce photonique.

Un tel dispositif combiné à un réseau de capteurs au sol ou installé sur des drones autonomes pourrait notamment surveiller des installations pétrolière ou gazières afin de repérer des fuites de méthane. Selon IBM, dans cinq ans, ces technologies seront suffisamment abordables pour être déployées à grande échelle près des puits d'extraction de gaz naturelgaz naturel, le long des pipelinespipelines et des sites de stockage, afin de localiser des fuites en quelques minutes, contre parfois plusieurs semaines actuellement.