Il est considéré par les spécialistes comme le jeu le plus difficile à gagner par un ordinateur, et pourtant le jeu de go a cédé. Face à Fan Hui, le champion européen en titre, le logiciel AlphaGo a gagné cinq parties à zéro ! Ses développeurs l’ont annoncé le 27 janvier dans la prestigieuse revue Nature.

AlphaGo est le bijou de Google DeepMind, la succursale du groupe américain dédiée à l’intelligence artificielle. Dans la course à la conquête du go, Google coiffe ainsi au poteau Facebook, qui consacre également beaucoup de ressources à la recherche dans ce domaine. Il reste seulement à savoir si le logiciel gagnant sera en mesure de battre le numéro 1 mondial de go, le coréen Lee Se-dol. Le match est prévu en mars.

Dix puissance 600 combinaisons possibles

Le principe du jeu ? Sur un damier de 19 x 19 “intersections”, les deux joueurs sont censés s’accaparer la plus grande surface possible à l’aide de leurs pions noirs ou blancs. Une fois un pion de la couleur adverse entouré, celui-ci est éliminé.

Si le go détient le statut de trophée ultime pour les développeurs d’intelligence artificielle, c’est en raison du nombre immense de combinaisons possibles, c’est à dire de manières dont la partie peut se dérouler : 10 puissance 600, contre seulement 10 puissance 120 aux échecs. Pour ce dernier, la première victoire d’une machine contre une personne remonte à 1997, lorsque DeepBlue, fabriqué par IBM, battit le champion du monde Garri Kasparov.

Le logiciel d’intelligence artificielle AlphaGo combine algorithmes, simulations et réseaux de neurones artificiels

Jusqu’à l’exploit annoncé cette semaine, on considérait que la victoire au go ne serait pas à la portée d’une l’intelligence artificielle (IA) avant une décennie, affirment les chercheurs dans Nature. Et pourtant, AlphaGo y est parvenu, gagnant également 99,8 % des parties contre les autres IA de go.

À la base du logiciel se trouve ce qu’on appelle “l’approche Monte Carlo”, qui simule les coups à jouer afin d’atteindre une certaine disposition sur le damier. En outre, ces simulations s’appuient sur un “arbre de recherches”, ce qui augmente leur puissance. Ainsi, à chaque coup, des milliers de coups sont simulés par la machine avant de choisir les plus efficaces d’entre elles. Le tout est encore enrichi en s’appuyant sur des réseaux de neurones artificiels, capables d’apprendre avec l’expérience (“deep learning” en jargon). Ces réseaux sont également utilisés par Google pour reconnaître les images.

Ainsi équipé, AlphaGo a d’abord appris à jouer en mémorisant des parties qui ont eu lieu entre grands joueurs, puis il s’est entraîné à jouer contre soi-même : avant la rencontre fatidique avec Fan Hui, il avait joué plusieurs centaines de milliers de parties !

—Fiorenza Gracci

 

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Cela tient à la lumière qui se réfléchit sur les innombrables cristaux de glace qui constituent les flocons. Comme le coefficient de réflexion de la glace est presque le même pour toutes les couleurs, la lumière réfléchie est identique à la lumière incidente : en pleine journée, le flocon apparaît donc blanc. Or, cela peut sembler curieux puisqu’un cristal de glace, tout seul, est quasiment transparent… Pour comprendre pourquoi la neige, elle, n’est pas transparente, il faut donc faire un petit retour en arrière sur la formation des flocons.

La neige réfléchit la lumière exactement comme un miroir

L’atmosphère de l’air est alors si froide que l’humidité des nuages se con­dense sur les fines particules de sable ou de poussières en suspension. Cette condensation s’effectue toutefois à une vitesse suffisamment lente pour que les molécules d’eau n’adhèrent pas subitement, mais aient au con­traire le temps de s’agencer en de magnifiques cristaux aux surfaces parfaitement planes.

Puis, au gré des vents, ces cristaux en heurtent d’autres et, s’agglomérant, forment finalement des cathédrales de glace aux innombrables parois : les flocons. Or, si une seule paroi est quasiment transparente et réfléchit peu la lumière, l’accumulation des réflexions de la lumière sur les faces des cristaux de glace transforme le flocon en un quasi-miroir.

Cette comparaison n’est pas exagérée : le pouvoir réfléchissant d’une neige fraîchement tombée est d’environ 95 % ! Ce qui lui confère sa parure immaculée et explique pourquoi il vaut mieux se parer de lunettes de soleil aux sports d’hiver…

En revanche, avec le temps, ces cristaux de glace s’arrondissent et perdent leur pouvoir réfléchissant. Résultat : la neige ayant passé l’hiver réfléchit seulement 50 % de la lumière. Et la neige de printemps a le teint plus mat que celle tombée quelques mois auparavant…

—X.M.

D’après Science&Vie n°1047

 

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Il y a 20 ans, en 1995, juste avant que Michel Mayor et Didier Queloz ne découvrent la première exoplanète tournant autour d’un autre soleil, les astronomes n’imaginaient pas l’incroyable diversité des mondes que la Galaxie leur promettait. Le Soleil et son sage et en apparence logique cortège de planètes, les quatre petites rocheuses près de lui, les quatre grandes gazeuses plus loin, semblait un parangon astronomique : les autres systèmes, si il y en avait, devaient peu ou prou ressembler au nôtre…
On le sait aujourd’hui, il n’en est rien, le système solaire ne doit son architecture actuelle qu’au titanesque jeu de billard cosmique des origines et, partout dans le ciel, de nouveaux systèmes aux propriétés plus étranges les unes que les autres émergent de la nuit.
A ce titre,TYC 9486-927-1 et 2MASS J2 126-8140, le couple découvert par Niall Deacon, Joshua Schlieder et Simon Murphy est l’un des plus étranges de ce nouveau bestiaire astronomique…TYC 9486-927-1 est une jeune étoile naine rouge, environ deux fois moins massive et dix fois moins brillante que le Soleil, et située à environ 80 années-lumière de la Terre, dans la constellation de l’Octant. En observant cet astre, l’équipe internationale a fait une étonnante trouvaille : non loin de l’étoile, un second astre semble l’accompagner : situé à la même distance et se déplaçant dans la même direction, 2MASS J2 126-8140 est beaucoup plus petit : la masse de cet astre, comprise entre 10 et 15 masses joviennes, le place à la limite théorique (13 masses joviennes) entre planètes géantes, comme Jupiter, et naines brunes, c’est à dire étoiles dénuées de réactions nucléaires.
Ce couple céleste est étonnant, qu’il s’agisse d’un couple stellaire ou d’un couple mixte, car la distance entre les deux petits astres est gigantesque : mille milliards de kilomètres environ, soit 0,1 année-lumière ! A une telle distance, l’exoplanète, ou la naine brune, tourne en un million d’années environ autour de son étoile…

Un couple assez semblable, GU Psc A et b, avait été découvert en 2014, mais la distance de l’étoile à son exoplanète n’était, dans ce cas,”que” de trois cents milliards de kilomètres…
Dans les années à venir, les astronomes vont tenter de mesurer la masse exacte de 2MASS J2 126-8140 et déterminer précisément son orbite. Ils vont s’interroger, aussi sur le mode de formation d’un couple aussi étrange et chercher, enfin, à déterminer sa nature, étoile naine brune ou exoplanète. Question toute académique, car si il s’agit bien d’une planète, elle a tout d’une étoile, avec sa surface rougeoyante portée à 1500 °C…
Serge Brunier

“Il fait moche, j’ai pas le moral, je me sens fatigué…” Voilà ce que Maxime Bubrovszky, psychiatre, entend dans son cabinet dès qu’arrivent les mois en “bre”. De fait, un Français sur cinq – soit entre 10 et 15 millions de personnes ! – se sent “à plat” dès l’automne, et parfois jusqu’à la fin de l’hiver.

Tout dépend ici du temps d’adaptation de chacun au nouveau mode de vie qu’induisent ces deux saisons, où les températures chutent et le soleil se couche tôt. Résultat : le tonus est en berne et la fatigue gagne. Et pour 1 à 2 % de Français, cette légère déprime dégénère même en trou­ble affec­tif saisonnier (ou TAS). Les symptômes ? Grosse fatigue, durées de sommeil anormales, perte de motivation, appétence pour le sucre, anxiété… Il est alors conseillé de consulter un spécialiste.

Pas de cause précise

“L’origine de ce trouble de l’humeur reste inconnue”, reconnaît Marie-Pier Lavoie, psychologue clinicienne. Mais la baisse drastique de luminosité en hiver – 10 000 lux pour un jour gris contre 50 000 lux pour une belle journée d’été – semble jouer un rôle déterminant. En effet, la lumière naturelle intervient dans la synchronisation des rythmes biologiques, notamment circadien (alternance veille/sommeil). Plus précisément, la diminution d’intensité lumineuse, perçue par des cellules particulières de la rétine, agit sur la glande pinéale, située à la base du cerveau, et induit la sécrétion de mélatonine, qui est l’hormone de l’endormissement.

En hiver, cette sécrétion commence donc plus tôt, au crépuscule, avec un pic entre 1 h et 5 h du matin, pour être stoppée au réveil, via notamment la stimulation rétinienne par la lumière du jour. Résultat : le taux de mélatonine reste plus élevé durant la journée, ce qui perturbe le sommeil et induit une fatigue permanente.

Notre horloge interne souffre des jours courts

Mais un autre facteur semble aussi impliqué : la sensibilité à la durée de la journée. Si nul n’ignore que les jours raccourcissent en hiver, on sait moins que ce passage naturel à l’heure d’hiver est brutal. Loin d’être uniforme toute l’année, la durée du jour connaît en effet des pics aux périodes d’équinoxe. Ainsi, cette année, entre le 21 septembre et le 7 octobre, le jour a perdu 58 minutes de soleil. Un défi pour notre “horloge interne”, sommée de s’adapter.

Se sentir déprimé en hiver n’a donc rien d’aberrant, ni de psychologique. D’ailleurs, “il existe un traitement efficace : la luminothérapie”, tranche Marie-Pier Lavoie. Une exposition à une lumière de 2 500 lux fournie par des lampes sans UV (sans danger pour les yeux et la peau) pendant une à deux heures au réveil, et ce durant deux semaines, entraîne une amélioration clinique chez plus de deux tiers des patients traités. Peu coûteuse (environ 15 euros la séance) et sans effet secondaire, elle constitue actuellement le seul traitement.

—K.J.

D’après S&V Questions-Réponses n°14

 

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Des ingénieurs de l’université du Texas à Austin (États-Unis) ont mis au point un nouvel outil, le “stylo-bulle laser” qui permet, en piégeant les nanoparticules dans une bulle, de fabriquer des nano-objets avec une très grande précision.

Grâce à cette technique, qui s’apparente à l’impression 3D, ils espèrent ainsi faciliter la mise au point de nano-machines, de sondes biomédicales, de caméras optiques ou de panneaux solaires, dont les nanomatériaux sont devenus des composants incontournables.

Jusqu’ici, en effet, les techniques de fabrication des nano-structures, connues sous le nom générique de lithographie, faisaient appel à des faisceaux de photons, d’électrons ou d’ions. Ces faisceaux induisent des réactions physico-chimiques dans les nanomatériaux, et les fixent à l’endroit voulu de l’objet en cours de fabrication.

Problème : ces lithographies sont peu maniables et ne s’appliquent pas aux matériaux colloïdaux (or, silicone…), pourtant utilisés de plus en plus en nanotechnologie. Ces matériaux mous, ni liquides ni solides, sont particulièrement difficiles à manipuler, y compris par les imprimantes 3D.

Grâce au laser, une bulle se forme qui piège les nanoparticules

Le “stylo-bulle laser” conçu par Yuebing Zheng et ses collègues emploie par contre un rayon laser. Plongé dans une surface de nanoparticules colloïdales, celui-ci va former une bulle qui piège les nanoparticules par un ensemble de phénomènes de convection, de tension superficielle, de pression des gaz et d’adhésion, comme les auteurs l’expliquent dans la revue Nano Letters.

Ensuite, le stylo est déplacé jusqu’au point souhaité et le laser interrompu : la bulle éclate et son nanoscopique contenu est déposé sur la surface de l’objet en construction.

L’avantage : une grande flexibilité de mouvement. Le stylo-bulle laser permet de former des motifs très précis, à l’instar d’une tête de vache Longhorn, emblème de l’université de Texas à Austin, comme dans la vidéo ci-dessous.

Un outil aussi flexible qu’une imprimante 3D

En faisant varier l’intensité du rayon laser, la dimension de la bulle peut être réduite ou amplifiée. Et à la manière d’une imprimante 3D, le stylo-bulle laser peut être programmé pour dessiner des motifs différents à chaque fois !

Couvert par un brevet d’invention, ce nouvel outil pourrait trouver des applications prochaines, en particulier dans le domaine de la biomédecine. Zheng et ses collègues considèrent qu’il pourrait servir à fabriquer de tout nouveaux matériaux dotés de propriétés qui n’existent pas dans les matériaux connus : ce sont les fameux “métamatériaux”.

Prochaine étape : le développement, à l’échelle industrielle, de machines où plusieurs faisceaux sont utilisés en parallèle, pour fabriquer rapidement des objets plus complexes.

—Fiorenza Gracci

 

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C’est à une véritable démonstration de mécanique céleste que se livrent les astres à la fin du mois de janvier et jusqu’à la mi février 2016. Toutes les planètes visibles à l’œil nu, en effet, sont alignées, comme à la parade, dans le ciel du matin. Mercure, Vénus, Mars, Jupiter et Saturne, réunies à l’ouest du Soleil, sont visibles ensemble, avant que notre étoile ne se lève à l’horizon sud-est. Cet immense panoramique cosmique est naturel : les planètes tournant toutes à peu près dans un même plan, le plan de l’écliptique, elles apparaissent, vue depuis la Terre, presque alignées, ponctuant de leur brillant éclat les constellations zodiacales.
Des cinq planètes visibles à l’œil nu, seule Mercure est difficile à observer. Jupiter, Mars, Saturne et Vénus brillent d’un éclat franc et coloré, sans le scintillement caractéristique des étoiles. Jupiter, brillante et impossible à manquer, apparaît à l’horizon est la première, vers 22 h, puis suivent Mars vers 2 h, Saturne vers 4 h 30, l’éclatante Vénus vers 6 h 30, et enfin, difficile à percevoir, car moins lumineuse, plus proche de l’horizon et des premiers feux du levant, Mercure. C’est donc à l’aube que les cinq planètes sont visibles ensemble.
Mercure et Vénus vont, dès la mi février, disparaître du ciel de l’aube, entraînées par leur révolution solaire. En revanche, Mars, Jupiter et Saturne vont demeurer des mois durant bien visibles dans le ciel nocturne, révélant leur surface aux petits instruments d’amateurs. A l’œil nu, ces brillantes planètes apparaissent comme de gros points lumineux, et des jumelles n’apportent guère plus à leur observation. En revanche, la moindre longue vue grossissant 30 fois révèle le fascinant et minuscule disque coloré de la planète rouge, les quatre satellites tournant autour de Jupiter, et même, infime cerceau cosmique rêvé par un enfant, l’anneau de Saturne…
Ce lent et majestueux ballet planétaire va être rythmé par le brillant métronome lunaire, qui chaque mois, traverse les constellations zodiacales et croise les planètes sur son chemin. Le 27 janvier, la Lune croisera Jupiter, le 1 février la planète Mars, le 3, Saturne et enfin le 6 février, Vénus et Mercure.
Pour suivre quotidiennement les rencontres planétaires, éclipses et furtifs passages de comètes, consultez le site de Guillaume Cannat, et ses indispensables livres, Le Guide du ciel 2015 2016 et  Le ciel à l’œil nu en 2016.
Serge Brunier