Demain, les ordinateurs presque vivants

Par Jean-Bernard Desfayes 
et la rédaction du Temps stratégique

Demain, les ordinateurs
presque vivants

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A propos des systèmes reconfigurables

Les circuits FPGA (Field Programmable Gate Arrays ou "réseaux logiques programmables") sont constitués d'un réseau de cellules logiques identiques, placées dans une infrastructure de lignes d'interconnexion. L'utilisateur peut programmer la fonction de chaque cellule, ainsi que les interconnexions entre les cellules et avec les entrées/sorties du circuit. L'avantage des FPGA est de pouvoir être configuré sur place, sans envoi du circuit chez le fabricant, ce qui permet de les utiliser quelques minutes après leur conceptions. Les FPGA les plus récents sont configurables en une milliseconde. Dans un futur très proche, ce temps passera certainement à quelques microsecondes.

"Pour reconnaître ton visage"

Actuellement, les FPGA sont utilisés pour contrôler des disques durs mais une des applications importantes des circuits FPGA est la reconnaissance de formes (pattern matching): écriture manuscrite, identification de visages, reconnaissance de cibles, etc. A partir d'un échantillonnage préalable de milliers d'images, les réseaux logiques traitent l'image à reconnaître en comptant combien de ses pixels correspondent aux pixels des images échantillonnées. A partir d'un seuil prédéfini, les réseaux logiques programmables déclarent la reconnaissance établie.

Le RENCO (REconfigurable Network COmputer), élaboré au Laboratoire de systèmes logiques de l'EPFL, est un ordinateur reconfigurable basé sur l'architecture des ordinateurs de réseau (network computers). Les ordinateurs de réseaux ne disposent pas de ressources de stockage (disques durs) propres, mais vont chercher les programmes dont ils ont besoin sur le réseau une solution qui permet des économies sur le prix de la machine et sur ses coûts de maintenance.

"Pour reconnaître ta voix"

Le RENCO propose des caractéristiques supplémentaires par rapport aux autres ordinateurs de réseau: il permet le chargement par le réseau non seulement d'un programme, mais aussi de l'architecture matérielle qui pourra utiliser ce programme de façon optimale. Plusieurs applications sont en test sur RENCO, notamment celles liées aux réseaux de neurones artificiels (réseaux de processeurs qui imitent le réseau de neurones biologique et qui sont utilisés dans les domaines de la robotique, de la reconnaissance de la voix, des diagnostiques médicaux, etc.)

Biowatch

la montre qui se répare toute seule

[photo BioWatch]

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Le projet Embryonique (pour embryologie électronique) est un exemple de système basé sur trois caractéristiques fondamentales du développement embryonnaire des organismes vivants: l'organisation multicellulaire, la différenciation cellulaire et la division cellulaire. Le but ultime de ce projet est la conception de circuits intégrés très complexes, doués de capacités d'autoréparation (cicatrisation) et d'autoréplication. La montre bio-inspirée BioWatch est une représentation d'un tel système embryonique. Cet organisme artificiel nécessite au minimum quatre cellules pour compter les heures (deux cellules à l'extrême gauche) et les minutes (deux cellules à la droite des précédentes). La photo montre un "organisme" à huit cellules, formant un système reconfigurable dynamiquement. Les quatre cellules restantes (à l'extrême droite) peuvent être utilisées pour obtenir une copie de la montre originale (autoréplication) ou pour servir de "pièces de rechange" destinées à l'éventuelle réparation de la montre originale.

Firefly

la machine qui évolue comme les singes de Darwin

[photo Firefly]

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Le prototype "Firefly" (la luciole) est une machine informatique évolutive. Cette machine est constituée d'une longue file de 56 "organismes" extrêmement simples, concrétisés chacun par une diode lumineuse pouvant être allumée ou éteinte. Comme dans l'exemple des essaims de lucioles, les organismes commencent à scintiller de façon tout à fait aléatoire puis, grâce à un processus d'évolution darwinien embarqué dans la machine, ils se synchronisent progressivement pour vibrer enfin à l'unisson.


Sources: Laboratoire des systèmes logiques, EPFL & "Configurable Computing" par John Villasenor and William H. Mangione-Smith. In: "Scientific American", New York , juin 1997.

ARTICLE

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© Le Temps stratégique, No 82, Genève, juillet-août 1998. le.temps@edipresse.ch

© @rchipress 1998