Dans le monde entier, 24 heures sur 24, des dizaines de milliers d’astronomes amateurs observent le ciel nocturne… Leurs cibles favorites ? Les planètes du système solaire, que leurs télescopes et les prodiges de l’opto électronique permettent aujourd’hui de contempler avec la même précision que les télescopes d’observatoires professionnels il y a un quart de siècle… Actuellement, la planète Jupiter est au plus près de la Terre, et ses nuées changeantes, le ballet de ses satellites, attirent tous les astronomes amateurs.
Depuis quelques années, la technique de prise de vues des planètes a changé : il ne s’agit plus, comme au XX e siècle, de « prendre un cliché » de l’astre observé, mais de le filmer, plusieurs minutes durant. Le film, pris à très haute vitesse, enregistre à la fois l’image de la planète et les fluctuations atmosphériques qui la déforment et la rendent floue. Puis, l’astronome amateur analyse cette vidéo avec un logiciel spécialisé, comme Autostakker ou Registax, par exemple, et ce logiciel sélectionne les meilleures images, sur les milliers que la vidéo a enregistré. Enfin, le logiciel additionne ces centaines d’images sélectionnées, éliminant le « bruit » c’est à dire les défauts de chacune d’entre elles en faisant ainsi émerger le « signal » c’est à dire l’image de la planète, laquelle apparaît pratiquement débarrassée du flou atmosphérique… Cette technique s’apparente à l’optique adaptative utilisée par les astronomes professionnels, mais elle est infiniment moins coûteuse et tout aussi efficace pour les télescopes d’amateurs, dont le diamètre n’excède pas 400 millimètres…

Et c’est en filmant ainsi Jupiter que deux astronomes amateurs, John Mc Keon et Gerrit Kernbauer, le premier en Irlande, le second en Autriche, ont observé par hasard dans la nuit du 17 mars l’impact d’un astre – comète ou astéroïde – sur Jupiter ! Le flash, correspondant à l’embrasement de l’objet dans l’atmosphère de la planète géante, n’a duré qu’une seconde, mais il signe probablement la chute d’un objet de plusieurs centaines de mètres… Gerrit Kernbauer observait avec un télescope de 200 mm de diamètre, John McKeon avec un télescope de 280 mm, des instruments minuscules, comparés par exemple à Hubble, 2,4 mètres, le VLT, 8,2 mètres, ou les télescopes Keck, 10 mètres !
Cet événement n’est pas une première : en 1994, tous les télescopes du monde se sont braqués vers Jupiter pour observer la chute, en une vingtaine de morceaux, de la comète Shoemaker-Levy 9 sur Jupiter. Chaque fragment de comète mesurait quelques centaines de mètres, et les traces des impacts dans l’atmosphère jovienne ont perduré des mois.
Mais à l’époque, personne ne savait que ces impacts sur Jupiter étaient très fréquents, la planète géante du système solaire attirant vers elle, tel un aspirateur gravitationnel, tous les petits corps qui passent à sa portée. Depuis cette première observation de 1994, des impacts sur Jupiter ont été observés en 2009, 2010 et 2012.

La fréquence des impacts sur Jupiter est telle que notre présence ici, en tant qu’espèce vivante, fruit de près de quatre milliards d’années d’évolution, est peut-être due à la présence protectrice de la planète géante, qui a sans doute évité à la Terre, en « nettoyant » le système solaire de très nombreux impacts catastrophiques de comètes et d’astéroïdes.
Serge Brunier

Dans la famille “Une I.A. plus forte que les humains (ou presque)”, nous avons déjà la machine qui reconnait les visages, celle qui reconnait les objets et les scènes, celle qui reconnait la parole (audio). Qu’en est-il de celle qui lit sur les lèvres ? Celle-ci se trouve dans la catégorie “Pas encore prête”… mais la discipline avance.

En effet, un nouveau système conçu par des chercheurs britanniques affiche des résultats nettement supérieurs à ceux habituellement obtenus dans ce domaine. Ce qui ne va pas sans poser des questions de privacité.

Un même mouvement des lèvres pour plusieurs sons

Lire sur les lèvres est un exercice particulièrement difficile eu égard au fait que les sons élémentaires de la parole (les phonèmes) sont formés, outre des vibrations des cordes vocales, par l’action sur l’air de très nombreux muscles allant de la glotte aux lèvres (et narines). Les lèvres ne sont donc que la dernière étape de la modulation des phonèmes.

Ainsi, différents types de sons phonétiques sont associés à une même moue labiale, comme le “p”, le “b”et le “m” dans les phonèmes “pa”, “ba” et “ma”, ou le “f” et le “v”, etc. De fait, si l’on comptabilise 39 phonèmes en français (une cinquantaine en anglais), ceux-ci ne seraient associés, selon les linguistes, qu’à une quinzaine de moues particulières – qu’on nomme techniquement “visèmes” (pour visual phoneme).

Il marche très vite ou il mange des frites ?

Pour l’anecdote, en français, les phrases “il marche très vite” et “il mange des frites” est composée des mêmes visèmes. En anglais, “I love you” (je t’aime) et”elephant juice” (jus d’éléphant) aussi. De quoi interpréter un exposé sur le mode d’alimentation de nos ancêtres comme un discours amoureux ! Sans parler du fait que l’ambiguïté du mouvement des lèvres peut induire en erreur tout un chacun, comme le prouve le célèbre “effet McGurk” illustré ci-dessous.

Imaginez donc la perplexité d’une I.A devant reconstruire un long discours prononcé à distance par un interlocuteur inaudible ? Chaque fragment de quelques phonèmes peut ouvrir à de nombreuses possibilités qui créent des embranchements et arborescences. C’est quasiment impossible… Pourtant, certains humains y arrivent, en particuliers ceux qui ont été privé de l’ouïe depuis la naissance.

25 % de réussite là où les humains les plus compétents atteignent 50 %

Grâce à une nouvelle méthode basée sur un type de système d’intelligence artificielle dit “Modèle de Markov caché”, l’équipe de chercheurs de l’université d’East Anglia (Norwich) a réussi à obtenir 25 % de réussite dans des tests de lecture labiale avec 12 personnes lisant chacun des textes de 200 mots – alors que les système existants ne dépassent pas les 15%.

Sachant que les humains possédant une réelle compétence en la matière se servent d’un grand nombre d’autres indices que les lèvres pour “ré-contextualiser” les phrases (autres expressions faciales, contexte général, mimiques corporelles, etc.), ce score n’est pas si modeste. D’autant plus que des études ont montré que les personnes les plus performantes atteignent un score d’environ 50%

Deux étapes d’entrainement pour apprendre à lire sur les lèvres

Le système des chercheurs, qui fait du calcul de probabilités, marche globalement ainsi : dans la première phase dite d’apprentissage, un algorithme de reconnaissance faciale extrait les figures significatives du mouvement des lèvres d’une personne prononçant une phrase et l’associe aux phonèmes (audio) qu’il analyse également. Il crée ainsi un dictionnaire “bilingue” visème/phonème – un même visème pouvant donc être associé à plusieurs phonèmes.

Dans la deuxième phase d’apprentissage, qui correspond à une deuxième “couche” de calculs, chaque visème est séparé en autant de modules qu’il a de phonèmes – par exemple, trois modules pour le visème représentant les phonèmes “p”, “b” et “m”. Le système est alors entrainé à nouveau, chaque module s’exerçant à reconnaître son phonème associé.

Un rêve d’espion

Dans cette 2e phase, l’IA a toujours accès à l’audio : il peut alors améliorer sa faculté à distinguer les visèmes associée à plusieurs phonèmes en trouvant les petites variations statistiques dans l’expression labiale. Cet entrainement en deux étape s’est révélé essentiel pour le saut qualitatif du taux de réussite.

Cela devrait déjà servir comme outil d’assistance aux malentendants voire au doublage de films. Mais comme l’IA nous l’a déjà prouvé, sa capacité “surhumaine” à traiter des milliards d’informations laisse augurer que, peut-être, en le dotant de plus de puissance calcul, ce type de système acquerra un tel degré de résolution dans l’analyse des expressions labiales qu’il finira par distinguer véritablement chaque phonème : un taux de réussite de 50% comblerait déjà tous les rêves des espions…

–Román Ikonicoff

 

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Où en est la recherche sur la chirurgie du cœur ? Caroline Tourbe, journaliste au magazine Science & Vie raconte à Jérôme Bonaldi comment la science continue à évoluer depuis 1967 et l’exploit du Pr. Barnard, premier médecin à réussir une greffe de cœur. “Des révolutions se préparent en ce moment“, explique-elle. Parmi les pistes avancées : le cœur artificiel Carmat, mais aussi des turbines imaginées par des ingénieurs, les xénogreffes à base d’organes d’animaux, ou encore la recherche sur les cellules souches et la miniaturisation des pacemakers…

 

 

Pour en savoir plus, consultez, dans Les Grandes Archives de Science & Vie :

“Cœur, les nouveaux miracles de la chirurgie”, Science & Vie n°1176.

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Le ciel printanier est dominé par la figure brillante et célèbre de la Grande Ourse, dont les étoiles dessinent une bien peu mythologique mais néanmoins céleste casserole, laquelle tourne imperturbablement, sans jamais se coucher, de jour comme de nuit, aux latitudes boréales européennes, autour de l’Etoile Polaire.
Comme la plupart des étoiles, celles de la Grande Ourse ne sont pas assez brillantes pour montrer la moindre couleur : leur lumière clignotante et complice, qui nous accompagne notre vie durant à chaque fois que nous levons les yeux vers le ciel nocturne, est blanche. Pour percevoir des couleurs dans le ciel, il faut se tourner vers les planètes ou les plus brillantes des étoiles, celles, elles sont une vingtaine, dites de « première magnitude ».
Durant tout ce mois d’avril, c’est la planète géante Jupiter, qui dérive lentement dans la constellation du Lion, qui domine le ciel de son éclat franchement jaune. Mais en suivant la courbure de la queue étoilée de la Grande Ourse, c’est à dire le manche de la « casserole » votre regard sera attiré par l’éclat orangé de la brillante Arcturus du Bouvier. C’est le destin du Soleil qui brille là-haut, dans le ciel du printemps. Arcturus du Bouvier, la quatrième plus brillante étoile du ciel – après Sirius, Canopus et Alpha Centauri – est une “géante rouge”, c’est à dire une étoile qui, après avoir brûlé une grande partie de son stock d’hydrogène, commence à puiser dans ses réserves d’hélium pour briller… Ce faisant, son cœur nucléaire se contracte et son enveloppe externe enfle. Arcturus mesure environ 35 millions de km de diamètre, soit 25 fois plus que notre propre Soleil, qui deviendra lui aussi une étoile géante rouge, mais dans seulement 2 ou 3 milliards d’années.

L’éclatante Arcturus du Bouvier n’est pas une étoile comme les autres : si, à seulement 37 années-lumière de distance, soit près de 370 mille milliards de kilomètres, c’est l’une des plus proches de la Terre, c’est aussi… l’une de celles qui vient de plus loin ! En effet, cette géante rouge, âgée de près de 5 milliards d’années, a une origine… extragalactique ! Les astronomes ont découvert deux propriétés étonnantes chez Arcturus : d’abord, son contenu gazeux est légèrement différent de celui des étoiles de la Voie lactée, ensuite, cette étoile ne tourne pas, comme le Soleil et ses sœurs, en rond dans le plan galactique. Conclusion : Arcturus est née dans une autre galaxie, que notre Voie lactée a absorbée !

Si Arcturus arbore, comme Antarès, Bételgeuse et Aldébaran, une couleur franchement orangée, en poursuivant la trajectoire courbe initiée par la queue de la Grande Ourse et passant par Arcturus, vous parviendrez dans la constellation de la Vierge, dominée par l’éclat d’acier de l’Epi de la Vierge, ou Spica. A l’œil nu, cette étoile, la quinzième plus brillante du ciel, apparaît d’une couleur blanc bleutée, contrastant avec la teinte chaude d’Arcturus. Paradoxalement, les couleurs de ces deux astres sont inversées par rapport à leur température de surface ! L’étoile de couleur chaude est portée à 4000 degrés seulement, tandis que celle qui montre un éclat froid est portée à plus de 20 000 degrés…
Spica, distante de 250 années-lumière, soit près de 2,5 millions de milliards de kilomètres, est en réalité une étoile double, dont les deux très jeunes composantes sont des géantes bleues, respectivement six et dix fois plus massives que le Soleil, et se tournant l’une autour de l’autre à une vitesse folle, en seulement quatre jours… Dans quelques millions d’années, la plus massive des deux étoiles de Spica explosera en supernova, éclipsant des mois durant l’éclat de toutes les étoiles de la galaxie de son éclat électrique et aveuglant.
Serge Brunier

Dès le mois de mars, les bourdons – ou plutôt les reines des bourdons –, tout juste sortis de leur hibernation, volent au ras du sol et au-dessus des haies à la recherche de fleurs à butiner. Durant deux à trois semaines, les reines se gavent de nectar et de pollen avant de chercher un lieu propice pour nidifier et créer leur nouvelle colonie.

Avec leur corps massif et leurs petites ailes, elles semblent défier les lois de l’aérodynamisme. Déjà en 1930, l’entomologiste français Antoine Magnan notait que le bourdon, trop lourd pour la portance de ses ailes, devrait rester cloué au sol. Et pourtant, il vole !

Les bourdons ont une technique de vol qui inspire les concepteurs de drones

Quel est leur secret ? Une technique ultra-perfectionnée de 200 battements d’ailes par seconde, où chaque mouvement, en forme de huit, génère des effets d’ascenseur donnant lieu à un retour d’information sensori-nerveux et permet au bourdon de se stabiliser et d’ajuster son vol de façon très réactive. Autant de stratégies que les concepteurs de drones ultralégers étudient, sans parvenir encore à les imiter.

—A.P.

D’après S&V Questions-Réponses n°15

 

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