UP' Magazine L'innovation pour défi

Cicada, ou comment l’armée américaine invente les essaims de drones

Les cicadas sont des insectes de la famille des cigales, originaires d’Amérique du Nord, qui peuvent rester tapies dans le sol pendant 17 ans puis se réveiller soudain, et s‘envoler en essaim de plusieurs milliers d’individus pour se propager et se reproduire.
"Nous nous sommes dits, pourquoi ne pas concevoir des engins volants qui auraient un profil similaire: être tellement nombreux, que l'ennemi ne pourrait pas tous les attraper", explique à l’AFP Aaron Kahn, chercheur au laboratoire de la Marine américaine.


C’est de cette idée qu’est né Cicada, de son vrai nom technico-militaire « Close-In Autonomous Disposable Aircraft », présenté cette semaine au « Lab Day » du Pentagone. Il s’agit d’un mini drone qui tient dans la main et ressemble furieusement à un petit avion en papier. Il est d’ailleurs surnommé « avion origami » puisqu'il se présente, avant utilisation, comme une plaque de circuits imprimés de la taille d'une feuille de papier standard, qu'il faut plier selon le mode d'emploi pour la transformer en drone.

 

Il n’a pas de moteur mais se fait larguer en haute altitude par un avion (ou un autre drone) et est capable de planer à plus de 70 kmh pour atteindre ses zones cibles grâce à son GPS et son gyroscope embarqués. Sans moyen de propulsion, en silence, indétectables, intelligents, les essaims de Cicada peuvent être redoutables. D’autant qu’au cœur de l’appareil sont logés des capteurs de toutes natures ainsi qu’une puce téléphonique permettant d’envoyer des signaux au centre de contrôle. Le prototype ne coûte actuellement que 1000 $. Le prix devait baisser sous les 250 $ rapidement.

Quel est l’intérêt d’un tel engin ? Une cigale tapie près d’une route avec un capteur acoustique peut permettre d’analyser des passages de véhicules. Les possibilités de déploiement en essaim pourraient être utilisées dans la lutte anti-sous-marine, ou pour acheminer des doses de vaccins pour des soldats isolés et en danger. Un capteur sismique embarqué pourrait analyser tous mouvements de véhicules. Doté d’un microphone, il pourrait s’avérait fortement indiscret et retransmettre des conversations à distance. L’imagination des militaires, faisons-leur confiance, est sans borne.
Les applications civiles sont aussi évoquées comme par exemple la distribution par des essaims de cicadas de mini capteurs permettant de mesurer au sol des mouvements des masses d’air pour prévenir plus efficacement les tornades ou autres événements climatiques brutaux.

En dépit de leur apparence inoffensive, ces mini-drones cicadas ne sont pas des jouets et pourraient remplir des fonctions d’espionnage ou de surveillance d’une efficacité inégalée. Une innovation dont les applications seront à surveiller attentivement.

Crédit AFP – Photos Laurent Barthelemy, AFP.

La machine à fabriquer des repas en 30 secondes

Les amateurs de Star Trek se souviennent du Replicator, cette machine capable de fabriquer des repas automatiquement dans la navette des conquérants de l’espace. Ce rêve est désormais devenu réalité. Une startup israélienne annonce la sortie de The Genie.
Comme les machines à expresso désormais devenues communes, The Genie accueille des capsules contenant des ingrédients naturels lyophilisés. Vous avez envie d’un couscous pour midi ? Pas de problème. Vous glissez votre capsule dans l'appareil et au bout de 30 secondes, votre repas est prêt ! Les critiques estiment que le goût et les saveurs ainsi que les propriétés nutritionnelles sont parfaits. Nous devons vous avouer, qu’à UP’ nous n’avons pas tenté l’aventure…

Cette innovation est produite pas White iInnovation ; elle a nécessité plusieurs années de mise au point et le lancement sur le marché s’avère prometteur. The Genie permet de fabriquer, à la manière d’une imprimante 3D, différentes sortes de mets, salés ou sucrés. Cela va du poulet au riz pilaf au soufflé au chocolat. Ayelet Carrasso, l’une des fondatrices du projet affirme utiliser exclusivement des ingédients naturels, sans aucun agent de conservation. Les capsule sont lyophilisées et leur durée de vie va de 1 à 2 ans.
The Genie fonctionne en connexion avec un smartphone, véritable carte des menus disponibles. Vous cliquez sur le plat de votre choix et The Genie se met aux fourneaux en commençant à mélanger, mixer et ajouter les liquides nécessaires à partir de tubes situés dans l’appareil. Le plat est cuit et servi à la température appropriée en portions de 140 grammes dans un contenant recyclable.

Le magazine eretzaujourdhui.com affirme que des chefs israéliens ont déjà commencé à produire de nouvelles recettes pour les capsules de The Genie et forment l’espoir de développer des lignes de produits réalisés par des personnalités culinaires connues ainsi que des capsules qui répondent à des besoins alimentaires spécifiques, y compris sans sucre et sans gluten.

Les fondateurs de The Genie, Doron Marco et Ayelet Carasso, estiment que la machine devrait être commercialisée pour quelques centaines de dollars et le prix de chaque capsule-repas comparable à celui d’une collation ou d’un dessert.

Site : http://www.geniethefreshway.com/

innovation

Le papier devient lumière

Nous y sommes : la lumière n'est plus un transport d'énergie sans transport de matière. Désormais, ce ne sont plus des longueurs d'onde dans le vide mais de la matière lumineuse ! Du papier lumineux, créé par une société américaine, à partir de diodes et d'encre, le Lightpaper. Il est désormais possible d’imprimer de la lumière sur une feuille de papier...

La société Rohinni, aux USA dans l'Idaho, a créé un prototype de papier lumineux à partir d'une source de lumière aussi fine et flexible qu'une feuille. La technologie utilisée est celle des Diodes ÉlectroLuminescentes - DEL - mélangées à de l'encre, et "imprimées" sur un support. Ce dernier est lui-même inséré entre deux couches protectrices, qui sont ensuite scellées. Les différentes couches sont conductrices, afin d'assurer une alimentation électrique. 

Imprimer de la lumière et l’appliquer à n’importe quelle surface est une innovation majeure dans le domaine de l'impression. Le principe est "d'imprimer" une lumière en mélangeant de l'encre et des micro-LEDs (bien plus fines que celles issue de la technologie OLED) sur un calque conducteur et de sceller le tout entre deux autres calques : une technologie qui repose sur la miniaturisation, comme pour les écrans TV extra plats, puisque la taille des diodes utilisées sont de 8 micromètres, soit la taille d'un globule rouge !

De nombreux types de supports et formes sont compatibles avec la technologie, ils doivent toutefois être conducteurs pour permettre au courant d’atteindre les LEDs fixés sur le support. Une fois le courant établi sur la surface conductrice, les LEDs réparties sur le support s’éclairent. Il reste encore à régler le problème de répartition équitable des diodes sur la feuille de papier et le défi pour les mois à venir est d'obtenir le placement spécifique des diodes pour produire uniformément la même intensité de lumière. Autre piste de recherche : créer plusieurs circuits au sein d'une même feuille, afin d'afficher des motifs ou faire clignoter certaines parties lumineuses. Une deuxième version de Lightpaper est donc en cours courant 2015.

De nombreuses applications

La simplicité de la technologie permet d’envisager de vastes applications industrielles dans l’industrie automobile, la fabrication d’écrans de smartphones ou d’autres appareils. Les maisons pourront s’équiper de murs, de mobiliers ou encore de revêtements textiles. De même, l'industrie textile pourra équiper ses créations de vêtements connectés, notamment dans le secteur de la santé. 

 

Nick Smoot, responsable marketing de l'entreprise Rohinni, pense orienter les applications, dans un premier temps, vers de petites surfaces, pour lesquelles l'éclairage reste assez diffus, comme des téléphones portables ou des signaux à l'intérieur des automobiles. Les premiers essais industriels devraient débuter en 2015, et une démocratisation, à l'aide des imprimantes 3D, devra suivre dans la foulée.

(Source : Fastcompany - Déc 2014)

santé innovation

L'autoguérison grâce aux nanogels

Une innovation du MIT en matière de santé personnalisée : les nanogels (treillis d’assemblage geniaux) qui délivrent la juste dose et peuvent être auto-administrés. 

Les scientifiques du Massachusetts Institute of Technology ont conçu un nouveau type d’hydrogel à usage médical. Ce gel est conçu pour délivrer la juste dose de médicaments nécessaires à un endroit précis dans le corps du patient pouvant même agir comme un dépôt de médicament à long terme et libérant une charge utile sur une période de temps spécifique. Mais la caractéristique innovante la plus importante de ce gel est sa propriété d’auto-guérison : il peut être injecté directement par une seringue.

En théorie, les gels peuvent être utiles pour délivrer des médicaments pour traiter le cancer, la dégénérescence maculaire, une maladie cardiaque ou parce qu’ils peuvent être moulés dans des formes spécifiques et conçus pour libérer leur charge utile dans un emplacement spécifique sur une période de temps spécifiée. Cependant, les gels actuels ne sont pas très pratiques car ils doivent être implantés chirurgicalement.

Or ce nouveau gel est constitué d’un réseau maillé de nanoparticules à base de polymères entrelacés à l’intérieur d’un autre polymère proche de la cellulose. « Maintenant vous avez un gel qui peut changer de forme lorsque vous l'appliquez mais surtout il peut guérir. Vous l'injectez directement avec une seringue ou une aiguille dans le corps sans chirurgie », explique Mark Tibbitt , un post-doc au MIT Institut Koch for Cancer Research intégrative et l’un des principaux auteurs d’un document décrivant le procédé dans la revue Nature Communications du 19 février 2015.

L'autre limite des hydrogels en utilisation biomédicale – telle que la fabrication de lentilles de contact souples - est qu’ils sont traditionnellement constitués de liaisons chimiques entre les polymères irréversibles, de sorte que leur forme ne peut être facilement modifiée.

La création d’un gel d’auto-assemblage

L’équipe du MIT a donc décidé de créer un gel qui pourrait survivre à des forces mécaniques fortes, appelées forces de cisaillement, encore capables de se réformer. D’autres chercheurs ont créé ces gels par ingénierie de protéines qui s'auto-assemblent en hydrogels, mais cette approche nécessite des processus biochimiques complexes. L’équipe du MIT a souhaité concevoir quelque chose de simple.

L‘approche MIT repose sur une combinaison de deux éléments facilement disponibles. L’un est un type de nanoparticules formé de copolymères PEG-PLA, d’abord développé dans le laboratoire de Langer il y a des décennies et maintenant couramment utilisées pour emballer et livrer des médicaments. Pour former le nouvel hydrogel, les chercheurs ont mélangé ces particules avec un polymère – dans ce cas, la cellulose.

Chaque forme de chaîne de polymère comporte de nombreuses liaisons faibles avec des nanoparticules, produisant un treillis tissé de façon lâche. De ce fait, chaque point de fixation est relativement faible, les liaisons risquant de se rompre sous l’effort mécanique, notamment lorsque le gel est injecté à travers une seringue. Lorsque ces forces de cisaillement sont renforcées, les polymères et les nanoparticules montés, on peut former de nouvelles pièces jointes avec les différents composants du gel.

Ces images de microscope électronique à balayage, prises à différents grossissements, montrent la puissance de ces nouveaux hydrogels en nanoparticules, interagissant avec de ongues chaînes de pokymères (Crédit photo : ©Eric Appel et Nature Communication)

L'utilisation de deux composants pour former ce gel donne également aux chercheurs la possibilité de fournir deux médicaments différents à la fois. Les nanoparticules PEG-PLA ont un noyau interne qui est idéalement adapté pour transporter les médicaments hydrophobes à petites molécules (incompatibles avec l’eau), et qui comprennent de nombreux médicaments de chimiothérapie. Pendant ce temps, des polymères existants dans une solution aqueuse, peuvent transporter des molécules hydrophiles (compatibles avec l’eau) comme les protéines, y compris des anticorps et des facteurs de croissance.

L’administration de médicaments à long terme

Avec cette recherche, les chercheurs ont montré que les gels ont survécu à l’injection sous la peau testée sur des souris et créé avec succès deux médicaments, un hydrophobe et un autre hydrophile, sur plusieurs jours.

Ce type de gel offre un avantage important par rapport à l’injection d’une solution liquide de nanoparticules de libération de drogues : une telle solution est immédiatement dispersée dans l'organisme, tandis que le gel reste en place après l’injection, ce qui permet au médicament d’être ciblé vers un tissu spécifique et évite des réactions toxiques. En outre, les propriétés de chaque composant de gel peuvent être réglées de telle sorte que les médicaments qu’ils transportent soient libérés à des vitesses différentes, leur permettant de s'adapter à tous types d'utilisations.

Traitement de l’oeil, des problèmes cardiaques et du cancer

Les chercheurs étudient maintenant l'utilisation du gel pour l'anti-angiogénèse (anti-vaisseaux sanguins de formation) et créer ainsi des médicaments pour traiter la dégénérescence maculaire. Actuellement, les patients reçoivent ces médicaments qui stoppent la croissance des vaisseaux sanguins qui interfèrent avec la vue : il faut une injection dans l’œil une fois par mois. L’équipe du MIT prévoit que le nouveau gel pourrait être programmé pour délivrer ces médicaments pendant plusieurs mois, ce qui réduit la fréquence des injections.

Une autre application potentielle pour les gels est la délivrance de médicaments pour recréer du tissu cardiaque endommagé après une attaque cardiaque.

Les chercheurs poursuivent leurs investigations vers l'utilisation de ce gel pour délivrer des médicaments contre le cancer afin de tuer les cellules tumorales encore présentes après chirurgie. Dans ce cas, le gel pourrait être chargé d'un produit chimique spécifique attirant les cellules cancéreuses ainsi que d’un médicament de chimiothérapie pour les tuer. Cela pourrait aider à éliminer les cellules cancéreuses résiduelles qui forment souvent de nouvelles tumeurs après la chirurgie.

"Une ablation de tumeur laisse toujours une cavité que vous pouvez combler avec ce type de gel, ce qui donnera un certain avantage thérapeutique sur le long terme" déclare Eric Appel. "Et nous pouvons adapter les matériaux afin de fournir le profil de médicament le plus efficace possible pour guérir les cellules."

La recherche a été financée par le Wellcome Trust, la Fondation Misrock, le ministère de la Défense, et le National Institutes of Health.

Maryline Passini, Fondatrice et directrice de l'agence de prospective Proâme

Sources : 
- Eric A. Appel, Mark W. Tibbitt, Matthew J. Webber, Bradley A. Mattix, Omid Veiseh, Robert Langer. hydrogels auto-assemblées en utilisant des interactions polymère nanoparticules. Nature Communications, 2015; 6: 6295 DOI: 10.1038 / ncomms7295. 
- New nanogel pour la  délivrance de médicament.

innovation

The voice is... Vocalys !

J.A.R.V.I.S, l’intelligence artificielle dans Iron Man, est désormais devenue réalité. 16 étudiants d’Epitech ont travaillé durant deux ans sur l’interconnexion entre les sciences humaines et la programmation. La technologie qui en résulte, Vocalys, permet de contrôler à distance des logiciels et des objets connectés par la voix, dans le langage de tous les jours.

Vocalys est un projet qui a pour objectif de rendre tout votre environnement numérique - logiciels, machines et périphériques - contrôlable par la voix. Le clavier et la souris sont si profondément ancrés dans nos habitudes que nous avons oublié à quel point ils sont limités et lents. Vocalys permet de remplacer intégralement le clavier et la souris, ou peut simplement être utilisé en tant que moyen de contrôle complémentaire. Vous alternez alors entre contrôle manuel et contrôle vocal selon vos désirs, selon vos besoins. Et où que vous soyez, vous pouvez contrôler tous vos appareils ! Chercher dans les menus est long et fastidieux. Demandez simplement ce que vous voulez, Vocalys le trouvera pour vous. Les questions "Comment on fait ?", "Où faut-il cliquer ?" ou encore "Quel est le raccourci clavier ?" n'auront plus aucun sens. Laissez tomber le manuel et les recherches rébarbatives : passez moins de temps à vous adapter à un environnement numérique en changement perpétuel, et préoccupez-vous uniquement de ce que vous voulez faire.

Pour libérer l’utilisateur de toute contrainte et éviter de lancer une application comme Siri, Vocalys est installée par défaut. Le contrôle d’un ordinateur ou d’un logiciel par la voix se fait alors facilement et rapidement.
Vocalys s’adapte à tous types de machines et peut s’étendre facilement à tous les langages. Son utilisation peut se faire en complément du duo clavier/souris, déjà inscrit dans les habitudes de chacun.

Une liberté de mouvements

Le contrôle vocal prend naturellement sens dans certaines situations :

- effectuer une action à distance,
- garder les mains libres,
- ne pas avoir à retrouver le bouton dans les menus,
- actionner plus rapidement une commande par la voix.

Vocalys est également dotée d’une voix pour demander une information ou encore poser une question si elle ne comprend pas une requête. L’équipe menée par Thomas Solignac, Epitech promo 2015, a remporté le 2e prix lors du Forum des Epitech Innovative Projects en novembre dernier.

Prochaines étapes

L'équipe de l'école Epitech souhaite maintenant que le projet soit mis sur le marché. Il leur faut :

- Signer un partenariat industriel
- Enrichir Vocalys au contact d’experts en linguistiques
- Créer une passerelle entre la recherche et le monde industriel dans le traitement automatique du langage.

Maryline Passini, Fondatrice et directrice de l'agence de prospective Proâme

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