Les actualités d'Inria Rennes - Bretagne-Atlantique

Les vertus de la programmation par contraintes

Équipe de recherche commune d'Inria, de l'École des Mines de Nantes, de l'université de Nantes et du CNRS, Tasc explore le potentiel de la programmation par contraintes. Au carrefour des mathématiques et de l'informatique, cette discipline aussi appelée PPC permet d'aborder les problèmes combinatoires de grande échelle, comme l'explique le scientifique Nicolas Beldiceanu.

“Nous récupérons souvent les problèmes que d'autres méthodes ne peuvent guère traiter, résume malicieusement Nicolas Beldiceanu, responsable de l'équipe Tasc. La programmation par contraintes convient pour les problèmes dans lesquels il y a un aspect combinatoire se mêlant à des contraintes opérationnelles complexes : la planification, le placement et l'ordonnancement par exemple.” Né dans les années 1980, ce paradigme établit une distinction claire entre la description des contraintes intervenant dans un problème et les techniques utilisées pour le résoudre. Les applications concernent l'aide à la décision dans de nombreux domaines tels que la logistique ou la gestion de ‘data centres’.
“Ainsi, en ce moment, notre équipe participe à la création d'un outil de pré-programmation urbaine.” L'enjeu : la conception de villes durables de A à Z. Développé à travers le projet collaboratif Sustains, “ce logiciel aidera les architectes et les urbanistes à prendre en compte quantité d'aspects comme la croissance démographique, la mixité sociale, les transports, les taux d'emploi, la topographie, les besoins énergétiques...” Autant de contraintes dont l'optimisation tient du casse-tête. “Et clairement, ce n'est pas uniquement le génie logiciel qui peut répondre à des problèmes de ce type combinatoire.”

Les ‘smart grids’

Les chercheurs de Tasc collaborent aussi avec un industriel du secteur énergie. Un des volets de ce rapprochement porte sur les smart grids. À la fois complexes et dynamiques, ces réseaux de distribution intelligents tissent une relation nouvelle entre producteurs et consommateurs d'énergie. “Ce genre de réseau fait intervenir à la fois des mathématiques discrètes et des mathématiques continues. Et c'est ce qui nous intéresse. Il faut concilier d'un côté la re-configuration dynamique à grande échelle et de l'autre la garantie d'une production suffisante. Dans l'avenir, je pense que ces aspects discret/continu deviendront un axe de recherche important. Une des complications résulte du fait que le sujet concerne des communautés de recherche très différentes issues du discret (combinatoire, graphe) et du continu (analyse numérique).” L'équipe de recherche nantaise réunit donc des spécialistes des deux mondes.
Les travaux de Tasc suscitent aussi l'intérêt du centre de R&D de Google à Paris. “Ils travaillent sur les contraintes. Ils développent un outil en interne, mais pourraient intégrer éventuellement certains de nos algorithmes de filtrage. Google a financé une partie de nos recherches sur les explications dans les contraintes. Celles-ci permettent de pointer telle ou telle raison pour laquelle un ensemble de contraintes n'a pas de solution.”
Dans le souci d'élaborer des outils génériques plutôt que des logiciels à usage unique, les chercheurs se concentrent sur l'enrichissement de bibliothèques de contraintes open source à l'instar de Choco. Initiée par l'entreprise Amadeus et le laboratoire e-lab du groupe Bouygues, cette librairie Java est désormais intégrée en situation réelle dans nombre d'applications. L'équipe concourt également au développement d'Ibex, une bibliothèque C++ élaborée principalement par Gilles Chabert et initiée par lui quand il était doctorant au centre de recherche Inria de Sophia Antipolis.

Catalogue de librairies

Au fil des ans, dans le monde, bien d'autres bibliothèques ont vu le jour : Ilog Solver, JaCoP, Gecode, OR-tools, SICStus Prolog… “Mais hélas elles ne sont qu'un éternel recommencement d'une implémentation de contraintes dans un langage d'accueil (Java, C++, Prolog...). Voilà l'une des raisons qui nous a incité à entreprendre un travail de catalogage des contraintes.” Mais la principale motivation se trouve ailleurs. “Encodées par des développeurs dans un langage donné, ces librairies semblent avoir été comme figées dans le marbre. L'idée du catalogue, c'est donc aussi de décrire tous les aspects des contraintes, de manière explicite, à l'aide de méta-données. Une fois les contraintes ainsi décrites, on va pouvoir utiliser une même contrainte pour différents usages. Y compris des utilisations qui n'étaient pas vraiment initialement prévues.”
Dans une nouvelle étape, les chercheurs se dirigent maintenant vers l'apprentissage de modèles de contraintes indépendamment de la technologie (contrainte, SAT, programmation linéaire). Mais “nous n'en sommes pas au stade où l'on peut résoudre complétement automatiquement des problèmes. En optimisation, il existe différentes technologies avec leur communautés respectives. Cependant, aucune n'a émergé comme un standard à la façon d'un SQL pour les bases de données. On peut espérer qu'il y en aura grâce à cette approche basée sur la capitalisation des connaissances sous forme de méta données. Mais ce n'est pas évident.”

Cartes d'Identité des Tumeurs sur GenOuest

Thu, 8 Nov 2012 12:21:58 GMT

Gérée à Rennes par Inria et l’IRISA, la plate-forme bio-informatique GenOuest accueille désormais la banque de données des tumeurs assemblée par la Ligue Nationale contre le Cancer. Responsable technique de la plate-forme, Olivier Collin évoque les contours de cette collaboration et les défis nés du séquençage.

150 logiciels. 80 banques de données publiques. La plate-forme GenOuest, avec les autres plates-formes du réseau ReNaBi, constitue l'un des principaux supports à la recherche en biologie. Depuis un an, ses serveurs hébergent également les données du Programme « Cartes d'identité des tumeurs (CIT)® ».
Conçue et financée par la Ligue Nationale contre le Cancer, cette banque de données contribue à caractériser de multiples types de tumeurs via l’analyse couplée de l’expression des gènes et des variations génétiques. Avec 11 000 échantillons tumoraux répertoriés et 14 000 expériences de biopuces, elle représente l'une des grandes bases du genre en Europe. Fruit de 10 ans de travail, elle agrège les contributions d'environ 60 équipes de recherche en médecine et biologie. L'outil peut permettre de préciser un diagnostic, prédire l'évolution de la maladie, anticiper la réponse à un traitement ou améliorer le suivi d'un patient.

“La bio-informatique amène des problèmes dimensionnants en phase avec une véritable actualité.”

Plate-forme certifiée

“C'est une activité éminemment statistique, explique Olivier Collin, responsable de GenOuest. Nous fournissons à la Ligue la puissance de calcul nécessaire pour traiter les données et l'infrastructure pour les stocker. À la fois orientée recherche et services, notre plate-forme possède la certification Iso 9001:2008 qui garantit le respect d'une approche qualité. C'est l'une des raisons pour lesquelles nous avons été choisis dans le cadre de cette externalisation.”
Pour sa banque CIT, la Ligue a développé une interface spécifique, mais un utilisateur peut aussi activer les outils disponibles sur la plate-forme, et les titulaires d'un compte travaillent sur les données en toute autonomie. Les informations sur les patients sont anonymisées et protégées par un accès sécurisé.
En contre-partie de cet hébergement, la Ligue finance partiellement un poste d'ingénieur au sein de GenOuest. L'équipe de la plate-forme s'est notablement étoffée dans les dernières années. Ce renforcement reflète l'essor du domaine. “Ce n'est plus une évolution, constate Olivier Collin. Mais bien une rupture! Brutalement, la biologie se met à produire des données à vitesse époustouflante. En 2003, se terminait le séquençage du génome humain . Il avait coûté 3 milliards de dollars et mobilisé 20 centres de recherche pendant presque une quinzaine d’années. Aujourd'hui, les machines l'effectuent en routine en seulement quelques semaines et pour à peine 4 000 dollars. Mais cette explosion des capacités de séquençage ne se situe plus sur une courbe comparable à l'augmentation de la puissance informatique. On assiste à un vrai décrochage.”
Faudra-t-il alors plus de serveurs pour absorber ce déluge d'informations ? “Ce n'est ni une réponse suffisante ni une solution pérenne. Trop cher. Trop énergivore. Il faut d'ores et déjà s'emparer du problème et le gérer d'une façon plus intelligente. C'est là qu'un institut comme Inria prend tout son sens. Il y a ici des scientifiques qui peuvent nous aider à réfléchir aux meilleures façons de calculer, stocker ou transférer les données.”
Sur ces questions, GenOuest travaille pour les équipes GenScale et Dyliss, deux équipes de bio-informatique situées dans le même centre de recherche. “Nous avons un fort ancrage dans cette communauté. Parfois nous servons d'ailleurs de passerelle entre les différents acteurs. Mais ce qui émerge en ce moment, c'est l'intérêt que la biologie suscite en dehors du domaine. Avec ses jeux de données phénoménaux, elle amène des problèmes dimensionnants qui sont autant de défis que la communauté de la recherche en informatique doit aider à relever. Cela n'a rien d'artificiel. C'en est d'autant plus stimulant.”

Models@Runtime chez les pompiers

Wed, 7 Nov 2012 13:14:34 GMT

Née des travaux de deux équipes rennaises, la plate-forme Daum opère le croisement entre l'ingénierie de modèle et les systèmes distribués. L'enjeu : générer des composants logiciels qui augmentent l'élasticité des architectures. Afin d'illustrer le potentiel de cette approche, les scientifiques développent une application d'aide à la décision tactique pour les soldats du feu. À l'origine du projet : Noël Plouzeau, enseignant-chercheur et officier sapeur-pompier.

Web, Wifi, 3G, TV connectée. Les systèmes distribués s'invitent dans nos vies. Dans leur sillage : des composants logiciels qui se répandent sur quantité de réseaux et de matériels. Ces architectures tentent de s'adapter en permanence aux sollicitations des utilisateurs et aux fluctuations de la ressource. Mais l'élasticité trouve ses limites. “Nous avons besoin d'un nouveau type de composant capable de mieux gérer le côté dynamique, analyse Noël Plouzeau, membre de l'équipe Triskell. Traditionnellement, un système se construit en deux phases : conception puis déploiement. Cette façon de travailler ne convient plus. Il faudrait concevoir en continu. Dans l'idéal, le système devrait assurer sa propre re-conception sans même interrompre son fonctionnement. Différentes techniques existent pour cela. Notre équipe s'intéresse à celles de l'ingénierie des modèles.” Cette approche modèle du système en cours d’exécution est souvent désignée sous son nom anglais : Models@Runtime.
Pour gérer la conception de tels systèmes adaptatifs, les scientifiques de Triskell ont d'abord élaboré Kerovee, un cadre de développement d’applications à base de composants logiciels. Leurs recherches s'avèrent complémentaires avec celles menées par Myriads, une autre équipe rennaise plus spécialisée dans les systèmes distribués. Tissant une passerelle entre les deux équipes, “les travaux de nos doctorants, notamment François Fouquet et Erwan Daubert, ont donné des choses intéressantes. À tel point que nous avons souhaité valoriser ces résultats en construisant une plate-forme d'évaluation.” Baptisé Daum, le projet bénéficie d'une action de développement technologique (ADT) d'Inria. Ce financement permet le recrutement pour deux ans d'un ingénieur, Jean-Emile Dartois, chargé d'aider aux développements. Daum permettra de valider Kevoree. Il servira aussi à la création d'applications métiers.

“Les réseaux de capteurs ne figuraient pas initialement dans notre périmètre de recherche. Mais nous nous sommes aperçus que notre nouvelle technologie pouvait les prendre en compte. Ce qui s'avère très intéressant pour beaucoup d'applications.”

D'une pierre deux coups

Voilà pourquoi les chercheurs étaient aussi en quête d'une application réelle qui puisse illustrer l'intérêt de leur nouvelle technologie. Officier sapeur-pompier en Ille-et-Vilaine, Noël Plouzeau a saisi “une opportunité de faire d'une pierre deux coups en créant un outil qui puisse servir aux collègues durant les interventions. Au sein du SDIS 35, nous avions justement besoin d'un système d'aide à la décision tactique. Autrement dit : une application dynamique distribuée avec des contraintes temps-réel.”
Sur le terrain, via une simple tablette sous Android, les officiers vont pouvoir accéder instantanément à une batterie d'informations pour estimer la situation. Placée sur chaque pompier, une petite boîte bardée de capteurs mesure une foison de paramètres : température corporelle, température extérieure, taux d'oxygène... “Avec Kevoree, nous sommes capables de construire dynamiquement toute une infrastructure de calcul sur lesquels nous déployons des composants. Ceux-ci allument les capteurs, vérifient que les valeurs se maintiennent dans les bonnes fourchettes, déduisent des tendances, envoient des alertes... Élévation de la température moyenne, présence de monoxyde de carbone... Autant d'informations qui renforcent la sécurité individuelle et collective.”
L'outil épouse les procédures définies par la doctrine nationale des sapeurs pompiers. Il puisera dans les données géographiques du SDIS 35. “L'utilisateur visualisera les hydrants (bouches et poteaux d'incendie) ou encore les points de danger spécifiques à certains sites répertoriés. Les hôpitaux par exemple. Nous aimerions même aller plus loin et effectuer un croisement avec des systèmes d'intelligence bâtimentaire, ce qu'on appelle aussi l'immotique.” Truffés de détecteurs, certains lieux savent dire “si quelqu'un se trouve encore dans telle pièce, si telle porte est ouverte, fermée, verrouillée ou dé-verrouillée... Nous n'en sommes pas là. Mais nous explorerons des possibilités de partenariat et de recherche dans cette direction.”

Propagation

À travers cette application, “le défi scientifique est de démontrer l'avantage de notre système dynamique face à une traditionnelle architecture clients/serveur. Totalement distribué, Kerovee recourt à des algorithmes de propagation de proches en proches. Ce choix nous confère une souplesse supérieure.”
Le démonstrateur privilégie par ailleurs les solutions open source, des protocoles standards et les matériels les plus courants. “Pour traiter les valeurs des capteurs, nous posons nos noeuds de calculs sur de simples cartes Arduino. Elles sont bon marché et constituent en quelque sorte un standard.” À peine plus chers, les nouveaux Raspberry Pi accueilleront des nœuds plus puissants. “À partir d'un processeur ARM, on peut élaborer un mini-serveur qui tient dans la boîte à gants du camion et ne consomme que 10 W.” Pas de quoi affoler la batterie d'un camion.

Partenariats industriels

“Nous espérons valider l'application en 2013. Elle servirait d'abord à la formation continue des officiers, à l'école départementale des sapeurs.” Et ensuite? “C'est très ouvert. Nous souhaitons participer à des projets européens sur les systèmes distribués dynamiques orientés services, éventuellement dans le cadre du nouveau dispositif ICT Labs dont les action lines correspondent bien à ce que nous faisons. Notre technologie ouvre beaucoup de possibilités de partenariats industriels. J'irai frapper à la porte de certaines entreprises. Des fournisseurs de services embarqués par exemple. Pourquoi pas également la création d'une start-up...”

André Seznec a reçu la première Intel Research Impact Medal

Fri, 19 Oct 2012 14:52:37 GMT

André Seznec, chercheur à Inria Rennes et directeur de l'équipe ALF, a reçu la première médaille Intel Research Impact de la part de Intel Labs Academic Reasearch Office.

Fête de la science 2012 : Analyse de l’image et interaction avec un monde 3D

Thu, 4 Oct 2012 12:57:25 GMT

À l’occasion de la Fête de la science 2012, le Village des sciences, qui se tiendra à la salle Paul Janson à Cesson-Sévigné, accueillera le stand du centre Inria Rennes – Bretagne Atlantique les vendredi 12, samedi 13 et dimanche 14 octobre. Quatre équipes de recherche présenteront leurs travaux sur ce stand autour de la thématique « Analyse de l’image et interaction avec un monde 3D ».

L’image et les mondes 3D sont mis à l’honneur cette année au stand Inria ! Les chercheurs de 4 équipes du centre vous présenteront les dernières technologies mises au point chez Inria Rennes dans ce domaine au travers de différentes démonstrations.

TexMex : un moteur de recherche d’image par l’image. 
VR4I : une illustration des mondes 3D interactifs. 
Sirocco : création d’image 3D à partir d’une image 2D.
 Dionysos : une sonde de mesure automatique de la qualité de la vidéo.

La Fête de la science est l'occasion de fêter toutes les sciences et d'associer les chercheurs, enseignants, entreprises, musées, associations... pour partager avec tous les publics des démonstrations, expériences, animations, visites, conférences, jeux... Le Village des sciences de Rennes est organisé par le centre de culture scientifique et technique, l'Espace des sciences.

Programme :
Vendredi (réservé aux scolaires) : 9h – 18h
Samedi : 14h – 19h
Dimanche : 14h – 19h

Tocea lève 300k euros de fonds auprès de IT-Translation

Thu, 26 Jul 2012 10:36:25 GMT

Tocea, jeune entreprise issue d’Inria, spécialisée dans le contrôle continu du risque logiciel et l'amélioration de la qualité des applications, vient de lever 300k euros auprès de IT-Translation pour financer son développement.

En 2011, François Morin et Sylvain Leroy créent la société Tocea, une start-up issue de travaux de recherches mené à l’Inria/Irisa à Rennes et spécialisée dans le contrôle et la réduction de risques liés au développement d’applications. Le 3 juillet dernier, cette dernière vient d’obtenir de la part de son partenaire IT-Translation des fonds s’élevant à 300k euros. Selon François Morin « L’innovation apportée par Tocea dans un marché solvable et en croissance, associée à une équipe solide » est ce qui a convaincu IT-Translation.

Grâce à ce capital, Tocea va pouvoir accélérer la commercialisation de Scertify™, une solution dédiée aux architectes, chefs de projet et développeurs. Les fonds levés permettront notamment à Tocea de développer sa stratégie commerciale et marketing et de compléter son équipe avec des dirigeants expérimentés, comme l'illustre l'arrivée de Vincent Ruelland au poste de Directeur Général Adjoint.

Fondé par l’Inria et CDC Entreprises, IT-Translation accompagne les sociétés innovantes issues du monde de la recherche.

Une start-up récompensée

Cette levée de fonds intervient alors que la jeune entreprise vient d’être lauréate du concours du Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche, dans la catégorie création-développement. Ce sont donc plus de 200k euros qui s’ajoutent aux fonds levés auprès de IT-Translation.
Mais ce n’est pas la première fois que Tocea est primée par le ministère. En 2011 la jeune entreprise avait déjà été lauréate du même concours dans la catégorie « en émergence ».

La société Tocea est issue des recherches effectuées par l’équipe CAPS, devenue ALF. Elle a été en incubation au sein d’Emergys pendant 18 mois, de octobre 2009 à juillet 2011.

Depuis sa création, Tocea a placé l'innovation technologique au centre de son développement. Soutenue par OSEO, le pôle de compétitivité Images & Réseaux et la Région Bretagne, Tocea fait également partie du réseau Rennes Atalante, une technopole qui accompagne les créateurs d'entreprises technologiques de la région Bretagne.

Matthias Gallé remporte l'accessit du prix de thèse

Mon, 23 Jul 2012 10:44:25 GMT

Matthias Gallé, ancien doctorant du centre Inria de Rennes au sein de l'équipe-projet Symbiose, remporte l'accessit du prix de thèse pour ses travaux dans le domaine de la bioinformatique.

Comment en êtes-vous arrivé à choisir le domaine de la bioinformatique pour votre thèse ?  

Ce qui m’attire le plus dans le domaine de l’informatique, c’est sans doute la possibilité de faire de la recherche interdisciplinaire.  De plus en plus de secteurs sont submergés par une quantité croissante de données, et l’informatique devient essentielle pour en extraire l’information (sans parler de le faire de façon efficace). Cela s’avère particulièrement vrai pour la biologie, et plus précisément pour la génétique moléculaire. De plus, il faut compter que les informations essentielles qui sont transmises se présentent sous forme de chaîne séquentielle. C’est cette possibilité de mesurer le contenu en informations de ces séquences qui m’attire (comme c’était le cas au début de ma thèse). Même si depuis Türing la biologie a fortement attiré les informaticiens, je pense qu’à l’heure actuelle nous ne faisons que toucher du doigt ce qui peut être réalisé grâce aux méthodes computationnelles.   - Vous venez d'obtenir l'accessit du prix de thèse pour vos travaux réalisés au sein de l'équipe Symbiose chez Inria.

Pouvez-vous nous raconter comment s'est déroulé votre doctorat ?  

Comme je l’ai dit plus tôt, je m’intéressais à l’étude d’autres sciences à travers le prisme de l’informatique. Pendant mon master (en informatique théorique, effectué à l’université de Cordoba, en Argentine), j’ai passé un semestre à l’université de Campinas (au Brésil) où j’ai suivi un cours de bioinformatique. Ce cours a éveillé mon intérêt, qui a été par la suite renforcé par un stage effectué au sein de l’équipe-projet Symbiose auprès de François Coste (qui est devenu par la suite mon directeur de thèse). À cette époque, je savais que je voulais poursuivre une thèse de doctorat, et la combinaison bioinformatique + France + bons rapports avec François m’a conforté dans ma décision.

Ma thèse a été financée grâce à une bourse CORDI-Inria.  L’idée générale de cette thèse était de modéliser des séquences génétiques avec des grammaires sans contexte, à l’instar de ce qui avait été fait en traitement automatique des langues naturelles. Après le début de ma thèse, nous avons obtenu un financement pour une collaboration Inria/CNRS et MINCyT (le ministère argentin de la Science). Grâce à ce financement, nous avons pu nous rendre mutuellement visite et échanger des idées avec Gabriel-Infante López (qui est ensuite devenu mon co-directeur de thèse) et son équipe, qui travaillent, entre autres, sur le développement de méthodes d’analyse syntaxique de textes en langues naturelles.  Ma thèse s’est porté sur un problème combinatoire appelé « Problème de la plus petite grammaire », qui consiste à trouver la plus petite grammaire sans contexte générant exactement une séquence. C’est cette méthode qui a été utilisée pour compresser des séquences d’ADN, pour se approximer la complexité de Kolmogorov (une fonction non calculable du caractère aléatoire d’une séquence donnée) et pour découvrir la structure de l’ADN.   

À la suite de cette récompense comment voyez-vous la suite de votre carrière ?  

Ayant vécu dans plusieurs pays, j’ai connu plusieurs chocs culturels au cours de ma vie. Mais aucun ne m’a autant étonné que celui qui m’attendait lorsque j’ai rejoint le Xerox Research Centre Europe. De l’application de théories computationnelles à la bioinformatique, j’ai commencé à utiliser des méthodes statistiques sur les langues naturelles et d’autres types de données (Xerox est présent dans de larges domaines tels que les transports, la santé et les services clients, pour n’en citer que quelques-uns) avec à l’esprit un objectif plus orienté vers les applications. Les différences au sein des communautés de recherche en langues et des motivations de celles-ci sont subtiles, mais néanmoins importantes.

 Et en même temps, de nombreux éléments peuvent être transférés d’un domaine d’application (comme la génétique moléculaire) à un autre (comme le traitement des langues naturelles). La même chose s’applique au sein d’un domaine (tel que l’apprentissage automatique) où il existe des approches très différentes pour exécuter une même tâche. J’aime trouver des opportunités de recherche au cours de ce processus et ainsi adapter les théories, les structures de données et les algorithmes d’un domaine à l’autre. Comme je l’ai expliqué plus tôt, j'aime que l'informatique ouvre la voie vers plusieurs disciplines. Mais pour pouvoir les explorer, il faut accepter d’être à la frontière de ces disciplines, avec un pied dans chaque domaine.

L'entraînement cérébral pour tout un chacun

Thu, 19 Jul 2012 11:54:00 GMT

Jeune pousse issue d'Inria, Mensia Technologie fait partie des lauréats 2012 du Concours national d'aide à la création d'entreprises de technologies innovantes organisé par le ministère de la Recherche. La startup possède une expertise dans le contrôle de l'activité cérébrale à partir de l'électro-encéphalographie. Comme l'explique son co-fondateur, Yann Renard, les interfaces cerveau-ordinateur peuvent aider à mieux maîtriser le fonctionnement cérébral, que ce soit pour des raisons médicales, de bien-être ou d'amélioration de performance.

Il n'y pas si longtemps, la pose d'électrodes éléctro-encéphalographiques sur le crâne d'un patient exigeait 45 mn de préparation fastidieuse, l'application d'un gel sur la peau, l'aide d'un assistant et un shampooing après la séance. Pour coiffer le tout, le casque était aussi encombrant qu'onéreux. Autant de paramètres qui restreignaient son usage et le cantonnaient au service de neurologie des hôpitaux. Mais une nouvelle génération d'interface cerveau-ordinateur vient changer la donne. Les nouveaux modèles arrivent sur le marché pour seulement quelques centaines d'euros. Emotiv Systems, une entreprise de Hong Kong, a ainsi vendu 50 000 exemplaires d'un tel casque destiné en l'occurrence au jeu vidéo.
“Moins chers et plus pratiques. C'est exactement ce genre d'appareils sur lequel nous parions”, résume Yann Renard, co-fondateur de Mensia Technologies, une jeune société issue d'Inria née dans le sillage du projet de recherche OpenViBE. Il s'agit d'une plate-forme logicielle open source qui permet le traitement en temps réel des signaux cérébraux et facilite le développement d'applications spécifiques pour une kyrielle d'utilisations. Dans les dernières années, OpenViBE est devenu l'un des outils de référence au sein de la communauté du BCI (brain computer interface).

En dehors de l'hôpital

“Grâces aux nouveaux casques plus pratiques, de nouveaux usages vont se mettre en place autour du contrôle cérébral. Et plus seulement dans l'enceinte de l'hôpital. De chez eux, les gens vont pouvoir utiliser des appareils BCI pour accroître leur conscience de leur activité cérébrale, et à partir de là commencer à s'entraîner pour améliorer leur état.”
Et c'est précisément là que Mensia Technologie positionne sa compétence. “En nous appuyant sur notre grande expérience du traitement du signal cérébral, nous souhaitons apporter des applications et des services innovants qui aideront les personnes à utiliser l'entraînement cérébral pour différentes choses. La gestion du stress ou du sommeil par exemple. À ce stade, nous ne saurions prétendre soigner quoi que ce soit. Mais de fortes présomptions confortent l'idée que la neuroplastie peut traiter certaines maladies. Nous travaillons à la validation clinique de notre système afin de l'introduire ensuite dans le domaine du matériel médical.”

Troubles de l'attention

“Cette technologie peut aider les personnes ayant un fonctionnement cérébral atypique à revenir vers un fonctionnement plus classique ou améliorer la performance de leur cerveau. Le fait de percevoir sa propre activité, d'avoir un retour perceptif en temps-réel donne conscience à la personne que quelque chose se passe dans son cerveau. Une fois cette perception acquise, nos systèmes sophistiqués vont lui permettre de s'entraîner à contrôler, à maîtriser cette activité. Par exemple, chez les enfants présentant un trouble du déficit de l'attention avec hyperactivité (TDAH), on peut capter les signaux de réactivité cérébrale, détecter la perte d'attention et encourager ces enfants à retrouver leur concentration. Dans une application ressemblant à un jeu, ils s'entraîneront sans même le savoir.” Cela dit, le jeu vidéo ne figure pas dans les objectifs immédiats. Pourquoi ? “Parce qu'à ce stade, la commande par la pensée ne rivalise ni avec joystick, ni avec le clavier. Elle exige encore un compromis entre rapidité et robustesse. Si on veut être rapide, on ne sera pas robuste. Inversement, si on privilégie une commande robuste, on ne va pas être rapide. Les joueurs se sentiraient probablement vite frustrés.”
Encore dans sa phase de démarrage, Mensia Technologie est approchée par beaucoup de fabricants de casques. “Nous apportons notre expertise pour les aider à intégrer leurs équipements dans OpenViBE. Mais nous serons aussi ravis de collaborer avec des industriels sur des nouveaux produits ou services dans le domaine de ces interfaces cerveau-ordinateur.”

Jean-Pierre Talpin récompensé 20 ans après

Tue, 10 Jul 2012 16:27:08 GMT

Jean-Pierre Talpin, responsable de l’équipe Espresso, vient de recevoir le LICS test-of-time Award 20 ans après la publication de son papier sur « The type and effect discipline ».

Vous venez d’être récompensé pour un article de conférence publié il y a 20 ans. Pouvez-vous nous en dire plus à ce sujet ?

Oui, il s'agit du "LICS test-of-time Award", un prix de l'ACM/IEEE qui récompense un ou plusieurs articles présentés à l'occasion de la conférence LICS (Logics in Computer Science). En l'occurrence, il s'agit de mon premier article de conférence, publié à LICS'92 avec mon directeur de thèse, Pierre Jouvelot (Ecole des Mines de Paris).

Que votre article a-t-il apporté à la communauté scientifique?

Cet article est le pivot entre deux lignes de travaux. Il contribue tout d'abord au développement du langage fonctionnel typé FX (Dave Gifford et Pierre Jouvelot, MIT/PRSG). Il est ensuite le point de départ de ML-Kit, une mise en oeuvre du langage fonctionnel ML avec une gestion mémoire par région (Mads Tofte, DIKU).
On retrouve aujourd'hui ce principe de programmation dans Real-Time Java et Safety-Critical Java. Au lieu d'avoir recours à une tâche de fond, le GC ("garbage collector"), dont la charge de calcul n'est pas toujours prédictible, pour récupérer la mémoire inutilisée d'un programme, la gestion mémoire par région consiste à calculer la durée de vie des données du programme à la compilation, et de générer automatiquement les opération élémentaires d'allocation et de récupération de ses données.
L'article LICS présente deux avancées théoriques. Tout d'abord il établit la calculabilité d'abstractions de l'utilisation mémoire de programmes fonctionnels en utilisant un principe de typage. Il définit ensuite une relation d'abstraction qui, elle, conduit à la difficulté théorique majeure de l'article: la preuve de consistance entre l'utilisation mémoire effective d'un programme et le type qui le caractérise.
Cette preuve à elle seule nous a accaparé et passionné pendant plusieurs mois (et jusqu'à sa publication intégrale dans Information and Computation, en 1994). Elle a nécessité la mise en place d'un mécanisme de raisonnement co-inductif (alors peu utilisé) et la définition d'une relation d'équivalence comportementale entre programme-mémoire et type. De nombreux travaux apparentés se sont ensuite évertués à reproduire, simplifier, généraliser cette seule preuve, d'entre eux utilisant la théorie de la concurrence, d'autres un cadre monadique, etc.

Que vous apporte ce prix aujourd’hui?

Très franchement, cela a tout d'abord été un choc, car mon second article de conférence, publié avec Mads Tofte (DIKU) à POPL'94, lui jetant les bases de la gestion mémoire par région, avait déjà été primé dix ans plus tard avec le ACM/SIGPLAN "Most influencial POPL paper Award", en 2004. Rétrospectivement, je suis très heureux des marques de reconnaissances qui récompensent ainsi la contribution de ma thèse et mettent en valeur la qualité de l'encadrement qu'a assuré mon directeur de thèse et ami, Pierre Jouvelot.

Collaboration réussie entre Korilog et le centre Inria de Rennes

Thu, 14 Jun 2012 16:26:40 GMT

La société bretonne Korilog vient d’intégrer dans sa plate-forme logicielle la technologie PLAST, fruit de sa collaboration avec l’équipe de recherche Genscale du centre Inria de Rennes. Le plus de cet outil : une recherche de similarités de séquences génomiques banque-à-banque à la fois rapide et précis.

Il y a dix-huit mois, Korilog et l'équipe Genscale d’Inria ont étroitement collaboré dans le cadre d’un projet R&D et ont ainsi créé KLAST, une nouvelle implémentation optimisée de l'algorithme PLAST récemment publiée dans BMC Bioinformatics.
« Une question clé dans les recherches de similarités entre des banques de séquences est de réduire considérablement le temps d'exécution, tout en gardant une grande qualité dans les données qui en résultent », explique Patrick Durand, directeur de Korilog. « KLAST répond non seulement à ces deux objectifs, mais sa mise en œuvre innovante prend en compte l'infrastructure informatique existante des laboratoires. En effet, il atteint des accélérations sans avoir besoin de matériels périphériques supplémentaires, car il tire pleinement parti des processeurs multi cœurs disponibles dans les ordinateurs de bureau ordinaires ou les nœuds de cluster.» Les performances de KLASTp ont montré une accélération d’un facteur 24 par rapport à BLASTp, l’outil de référence. Ces résultats ont été obtenus en faisant tourner les deux algorithmes sur les 8 cœurs d'un ordinateur Apple MacPro, lors de la comparaison de 2327 protéines de l’espèce du peuplier noir Populus trichocarpa avec 2,9 millions de protéines de la banque de données NCBI RefSeq. Par rapport à BLAST et SSearch, KLAST est aussi sensible et sélectif que ces outils de référence.

Pour Dominique Lavenier, directeur scientifique de PLAST et responsable de l’équipe de recherche Genscale, le transfert de PLAST dans une société de haute technologie comme Korilog est une étape très gratifiante et importante pour son équipe de recherche. « Il nous permet de contribuer directement à de nouvelles avancées dans des domaines biologiques émergents, allant de la santé à l'agriculture et à l'environnement », raconte-t-il. « Et les commentaires des utilisateurs finaux sont très précieux pour garder PLAST comme un leader technologique dans la comparaison intensive de séquences. »

Pour fournir aux utilisateurs une plateforme avancée de recherche de similarités de séquences, le moteur KLAST a été intégré dans le Korilog Bioinformatics Extensions pour la plate-forme d’analyse de données KNIME. En conséquence, les utilisateurs bénéficient des fonctionnalités du plugin de Korilog et d'une grande variété de méthodes d'analyses de données accompagnant la plateforme KNIME. KLAST est disponible pour les différentes versions de KNIME, de Desktop à Cluster Execution. L’exécution en ligne de commande est également possible. « L’intégration de KLAST dans KNIME va permettre aux chercheurs de bénéficier d’une plateforme d’analyse de données génomiques très polyvalente pour la recherche de similitudes, l’analyse statistique, l’étude des classifications biologiques des séquences, le filtrage d’information ou encore la visualisation interactive des résultats », commente Michael Berthold, PDG de la société KNIME.AG.

Pendant l'été et l'automne 2012, Korilog publiera de nouvelles versions de son Plugin pour KNIME, de KoriBlast et du Serveur KoriBlast intégrant le nouvel outil de recherche haute performance KLAST. D'autres améliorations sont en cours pour accélérer KLAST encore davantage.

Le projet KLAST fait partie du programme de recherche collaboratif KoriPlast mené par Korilog, financé par la Région Bretagne et accompagné par le CRITT Santé Bretagne.

Inria@Silicon Valley

Thu, 14 Jun 2012 12:06:36 GMT

Responsable de l'équipe de recherche Myriads au centre Inria Rennes Bretagne - Atlantique, Christine Morin séjourne en Californie où elle représente l'institut dans la Silicon Valley. Comme l'explique la chercheuse, 18 équipes associées collaborent actuellement avec des laboratoires californiens.

Quel est l'objectif du programme Inria@Silicon Valley ?

La direction internationale d'Inria a lancé ce programme début 2011. Il vise à promouvoir des collaborations avec des universités et instituts de recherche en Californie : Stanford University, UC Berkeley et le LBNL (Lawrence Berkeley National Laboratory). Malik Ghallab fut le premier à partir. J’ai pris le relais en septembre.

Pourquoi Stanford et Berkeley plus que d'autres et quels sont les liens avec ces institutions ?

Ces universités figurent parmi les meilleures au plan international. Leurs départements informatiques occupent les premières places dans les classements. Nous avons 18 équipes associées avec des partenaires californiens dont 8 à Berkeley et 9 à Stanford. Cette année, 5 post-doctorants financés par Inria travaillent au sein d’équipes associées à Stanford et Berkeley. Il est prévu d’en financer autant en 2012-2013. Deux chercheurs d’Inria effectuent un séjour sabbatique en Californie : Wendy Mackay à Stanford et moi-même à Berkeley. Plusieurs autres viennent en outre pour des déplacements de quelques semaines. Certains étudiants en thèse effectuent aussi des passages dans le cadre des équipes associées.

Y a-t-il réciprocité dans ce programme Inria@Silicon Valley ?

Oui. Deux professeurs de Berkeley arrivent en France à la rentrée. L’un vient d’obtenir la chaire Blaise Pascal. Un professeur de Stanford souhaite aussi initier un projet de recherche à Inria dans le cadre du programme européen ERC. D’autres envisagent de venir quelques mois. Des étudiants américains séjournent également dans nos équipes.

Connaissiez-vous déjà ces universités ?

Dans le domaine système, je connaissais leurs travaux. Je croisais les chercheurs dans des conférences. Mais n’avais pas de collaboration avec eux. Ce séjour m'a permis d'en mettre une en place avec l’équipe qui m’accueille. J'ai aussi établi des liens avec d’autres chercheurs du campus et j'ai découvert la richesse des travaux dans différentes disciplines : informatique, mathématiques et automatique.

Justement, quel laboratoire vous accueille ?

Chaque chercheur est accueilli dans une équipe qui correspond à sa thématique. Je suis au département ACS (Advanced Computing for Science) du LBNL qui travaille sur les systèmes distribués pour répondre aux besoins des applications scientifiques. Malik Ghallab, lui, séjournait au Citris, à UC Berkeley, dans une équipe de robotique.

Sur quoi porte votre collaboration avec le département ACS ?

Sur deux axes. D'une part la conception d’un système pour l’analyse de gros volumes de données hétérogènes pour les besoins d’applications scientifiques. Ce système doit être à la fois simple d’utilisation, efficace et suffisamment générique pour s’adresser à des scientifiques de différents domaines. Il est conçu pour exploiter les ressources de calcul de clouds scientifiques qui permettent d’adapter automatiquement la quantité de ressources utilisées aux besoins des applications. Le deuxième axe, concerne l'utilisation de techniques d’apprentissage pour, d’une part, améliorer la gestion des ressources et, d’autre part, mieux comprendre, anticiper et, dans certains cas, traiter les défaillances au sein d’infrastructures de calcul de grande taille. La taille de ces infrastructures, la diversité et le comportement souvent imprévisible des applications exécutées sont tels que leur gestion devient hors de portée d’un administrateur. Il faut donc automatiser le plus possible.

L'occasion d'engranger des connaissances nouvelles ?

Bien sûr. L’équipe qui m’accueille travaille avec des scientifiques de différents domaines : biologie, climat, matériaux, physique nucléaire… Ceci permet d’être à l’écoute des vrais besoins des utilisateurs des systèmes distribués que nous concevons. J’ai aussi la chance de collaborer avec une spécialiste de l’apprentissage qui s’intéresse à l’application de ces techniques dans les réseaux et systèmes. En travaillant avec des chercheurs dont l’expertise, à la frontière entre mathématiques et informatique, est complémentaire de la mienne, je peux envisager des approches originales pour la gestion des ressources dans les infrastructures de calcul de grande taille. Je participe par ailleurs à de nombreux séminaires sur le campus. Cela me permet d’alimenter une réflexion prospective.

Et même de faire un pas vers les sciences sociales.

Oui. De manière inattendue, j'ai eu l’opportunité d’initier une collaboration à l’interface entre sciences sociales et informatique distribuée. Une expérience totalement nouvelle et... prometteuse. Berkeley constitue un environnement idéal pour les travaux impliquant ainsi plusieurs disciplines. L’interdisciplinarité y est naturelle. Les professeurs sont souvent impliqués dans différents laboratoires.

Remarquez-vous d'autres spécificités ?

J’observe aussi que les équipes ont des relations privilégiées avec les entreprises. Prenez le laboratoire AmpLab qui travaille sur le traitement de grandes masses de données. Il est financé par 18 entreprises qui bénéficient d'un accès précoce aux résultats et aux étudiants formés dans le laboratoire.

À ce sujet, avez-vous l'occasion d'approcher les acteurs de la net economy ?

Le programme concerne avant tout des collaborations académiques. Mais je visite aussi des entreprises telles que Xerox PARC, Google et Facebook. Il est intéressant de tisser des liens avec cet éco-système. Des opportunités d’accueil de doctorants et post-doctorants existent dans des laboratoires de R&D.

Segmenter le flux télévisé pour la vidéo à la demande

Thu, 14 Jun 2012 11:13:30 GMT

Équipe rennaise travaillant à une meilleure exploitation des documents multimédia, Texmex vient de rassembler plusieurs de ses résultats de recherche dans TexMix, un démonstrateur technologique qui préfigure les nouvelles fonctionnalités de la vidéo à la demande.

De prime abord, TexMix possède les atours d'une application HTML5 prête à l'emploi. “Mais il faut garder à l'esprit qu'il s'agit en fait d'un démonstrateur scientifique", prévient Sébastien Campion, ingénieur de recherche en charge de ce projet. "Le but est d'illustrer les résultats de recherche de notre équipe. Nous avons incorporé dans un seul logiciel tous ces algorithmes développés dans les dernières années par les membres de TexMex. Beaucoup de ces travaux ont été financés à travers le projet européen Quæro.”

Segmentation à partir de la bande son

Pour cette démonstration, les chercheurs ont d'abord enregistré un mois de journal télévisé. “À partir de ce corpus de 30 fichiers, TexMix a extrait de l'information de manière complètement automatique et composé une interface permettant de naviguer dans ces contenus.” Les différents reportages apparaissent sous forme de vignettes cliquables disposées sur une ligne chronologique. Dès qu'une vidéo est lancée, un sous-titre défile. “Ce flux de mots sans ponctuation illustre notre premier axe de recherche : la transcription de la parole. La segmentation thématique repose non pas sur l'image mais sur la bande son. Nous détectons les ruptures lexicales. Nous repérons le moment où le flux de mot passe, par exemple, du registre sportif à celui de la politique. C'est sur cette approche innovante que repose notre façon de décomposer le journal en une série de séquences.”

Les algorithmes utilisés ici résultent des travaux de Guillaume Gravier sur la reconnaissance de parole. Délinéariser ainsi à partir de la piste audio s'avère très pratique pour la suite. Car cela permet ensuite de décliner de nombreuses fonctions de navigation basées sur le contenu même des reportages. “Quand on passe le curseur au-dessus d'une vignette, des mots clés s'affichent : catastrophe aérienne, Indonésie, brouillard... Le spectateur sait immédiatement de quoi il est question. À partir de ces mots clés, nous interrogeons ensuite des moteurs de recherche comme Google, Bing ou Yahoo. Nous récupérons par exemple les 100 premières pages de résultats. Nous retraitons cette liste pour affiner la pertinence. Nous produisons ainsi une sélection de liens web qui présentent un rapport direct ou fournissent un complément d'information. De quoi permettre à l'utilisateur d'aller plus loin si besoin.” Une fois le contenu dûment identifié, TexMix peut désormais récupérer d'autres vidéos sur le même sujet. L'application offre ainsi un mode de navigation hypervidéo. Les reportages en rapport s'affichent instantanément dans la ligne chronologique sous forme de vignettes cliquables. D'un glissement de curseur, l'utilisateur peut choisir d'étendre ou de restreindre la période ciblée. Une semaine au lieu d'un mois complet par exemple.

Reconnaître les entités nommées

Deuxième axe de recherche : la reconnaissance d'entités nommées. Les noms propres comme les patronymes ou les toponymes peuvent s'avérer difficiles à détecter. ‘Barak Obama’ peut se confondre avec ‘baraque aux Bahamas’. “D'où le besoin de méthodes robustes comme celles proposées par Christian Raymond et Julien Fayolle. Une fois ces entités correctement identifiées, nous savons de qui on parle mais aussi de quel endroit. Cela va permettre une géolocalisation en temps réel. Par le biais d'une Google Map, TexMix peut visualiser instantanément les lieux mentionnés dans le reportage.” Il offre ainsi une autre modalité de navigation dans le contenu.

À tout cela s'ajoute une fonction permettant la comparaison d'images. “Prenons l'exemple d'un graphique montrant un sondage électoral. L'utilisateur pourrait vouloir le comparer à de précédentes enquêtes faites durant la campagne. Nous cherchons donc des graphiques ressemblant au premier.” D'un clic sur un simple bouton, TexMix s'en va fouiller la base à la recherche d'images similaires. Les vignettes correspondantes s'affichent en un clin d'oeil. “Sept millisecondes suffisent pour extraire ces images dans une base qui en compte 1,5 million. Nous avons même une autre démonstration qui fonctionne avec 10 millions d'images.” Cette rapidité à traiter de très grandes bases constitue la marque de fabrique des récents algorithmes développés par le chercheur Hervé Jégou. C'est le troisième axe de recherche illustré par l'application.

La capacité d'absorber ainsi de gros volumes s'avère incontournable pour prétendre pouvoir exploiter automatiquement les archives audiovisuelles accumulées au fil des décennies. “Les documentalistes de l'INA apprécient vivement notre démonstrateur.” Le logiciel suscite aussi l'intérêt d'un grande chaîne de télévision. “La chaîne voudrait évaluer ce que TexMix peut apporter à ses programmes en terme d'expérience utilisateur. Nous envisageons une collaboration bilatérale pour mener des travaux sur ce thème."

Des mouvements de lèvres fidèles pour les avatars

Fri, 8 Jun 2012 17:48:19 GMT

Porté par Technicolor, le projet Rev-TV explore des modalités d'interaction innovantes pour les jeux télévisés de demain. Des chercheurs Inria y contribuent en animant les lèvres et les expressions faciales des avatars chargés de représenter les joueurs à l'écran.

"Rev-TV vise la prochaine génération de jeux télévisés, résume Frédéric Bimbot, responsable de Metiss, une équipe de recherche rennaise spécialisée dans l'étude des signaux sonores. L'initiative de ce projet revient à Technicolor. L'entreprise souhaite valider de nouveaux concepts pour le divertissement audiovisuel interactif. Les joueurs pourront participer de chez eux, en réalité virtuelle, par l'intermédiaire d'avatars incrustés à l'écran. L'objectif est d'effectuer une démonstration de faisabilité pour un projet polymorphe qui agrège de nombreuses modalités d'interaction : reconnaissance vidéo, interfaces haptiques, analyse audio... Il faut gérer à la fois les contraintes de cette multimodalité et celles du temps-réel. La vraie difficulté réside dans l'intégration cohérente et intelligente des différentes technologies impliquées. Parfois, certaines solutions fonctionnent bien isolément mais s'articulent mal avec d'autres.” Un travail de couture alors ? “Non. Bien plus que cela. Car il faut aussi choisir les bonnes technologies. En outre, il existe des problèmes non résolus auxquels nous tentons d'apporter une solution en améliorant des techniques existantes et en les comparant avec d'autres plus innovantes. Le but est également d'acquérir une culture commune entre les huit partenaires que nous sommes.”

Prédire la forme de la bouche

Metiss est l'une des deux équipes Inria associées au projet. Elle intervient sur le maillon de la parole. “Le téléspectateur participe de chez lui. Il est représenté dans le jeu par son avatar. Quand le joueur parle, le personnage incrusté à l'écran doit produire les mouvements de lèvres correspondants,” explique Guylaine Le Jan, ingénieur de recherche. “Nous essayons de prédire directement la forme de la bouche à partir des propriétés du son sans passer par une représentation linguistique intermédiaire, ajoute Frédéric Bimbot. Les contraintes du temps-réel imposent cette méthode. On ne peut pas se permettre d'aligner les lèvres de l'avatar 3 secondes après que la personne ait parlé. Le décalage serait inacceptable. Le traitement doit rester immédiat.” Temps de réponse ici : “dans les 200 millisecondes.”
Pour mener ces expériences, “nous avons filmé les lèvres de 16 personnes prononçant 250 phrases, témoigne Grégoire Bachman, ingénieur de recherche. Nous avons ainsi constitué une base de données où des positions de la bouche correspondent à des phonèmes. Nous mettrons d'ailleurs cette base à la disposition des chercheurs qui voudraient la réutiliser.”

Réseau de neurones

Différentes techniques algorithmiques permettent ensuite d'identifier un phonème et de lui attribuer une position de lèvres plausible. “Nous avons testé et évalué des méthodes conventionnelles dérivées de la reconnaissance de parole à base de modèles de Markov cachés, explique Frédéric Bimbot. Mais nous nous intéressons surtout aux réseaux de neurones. C'est un modèle de calcul bien adapté aux contraintes de l'application. On apprend automatiquement les correspondances entre la parole émise et le mouvement des lèvres à partir des propriétés implicites du son.”
Ces correspondances dûment établies, plusieurs façons permettent ensuite d'animer les lèvres. “Nous souhaitons comparer deux technologies d'animation labiale pour déterminer quel algorithme apporte le rendu visuel le plus représentatif des visèmes. Nous allons lancer une batterie de tests et demander à un panel de personnes d'évaluer la qualité de ce rendu, explique Nathan Souviraa, ingénieur de recherche. Nous conserverons la meilleure des deux méthodes pour générer ensuite des mouvements de bouche avec cette fois-ci simplement deux coordonnées : une verticale et une horizontale. Rien d'autre.” Il s'agira alors, à nouveau, d'évaluer la performance de cette représentation simplifiée.

Reconnaissance de mots

“Un deuxième axe de recherche concerne la reconnaissance de mots, poursuit Frédéric Bimbot. Dans les scénarios de jeux, cela va permettre de donner des réponses de façon plus naturelle aux questionnaires à choix multiples. Nous cherchons un mot parmi un choix cerné de réponses possibles. Il s'agit ici d'un vocabulaire borné, constitué de quelques mots. Pour cela, nous utilisons des index.”
Sur ce segment, “il ne s'agit pas d'un travail d'innovation de notre part mais d'intégration, précise Guylaine Le Jan. Nous nous appuyons en particulier sur les travaux antérieurs de Guillaume Gravier.”
Dans une étape ultime, les chercheurs voudraient détecter les émotions du locuteur pour les restituer sur le visage de l'avatar. “C'est la partie la plus difficile, prévient Frédéric Bimbot. Là encore, une des méthodes repose sur un réseau de neurones qui va tenter d'apprendre implicitement des correspondances entre des caractéristiques faciales et des états émotionnels.” Mais où aller chercher ces paramètres vocaux qui révèlent les émotions du joueur ? Comment détecter bonheur ou dépit dans une voix ? Comment déceler fulmination ou abattement ? Par le volume sonore ? L'intonation ? La respiration ? Le débit ? Voire un staccato d'onomatopées ? “Pas si évident de déterminer l'expression d'un état émotionnel, grimace le chercheur. Nous ne savons pas forcément bien modéliser le problème que nous voulons résoudre. Nous nous heurtons à un problème de formulation.” La science aussi a ses avatars...

Promenade en Joyman dans les mondes virtuels

Wed, 23 May 2012 16:52:16 GMT

À partir d'un trampoline, des chercheurs Inria et d'Insa Rennes inventent une nouvelle interface pour se déplacer comme un piéton dans un environnement virtuel. Le corps humain devient joystick. Il suffit de le pencher pour avancer.

Quand les collégiens de Hong Kong ont découvert le Joyman, en décembre 2011, le salon Siggraph Asia Emerging Technologies a pris des allures de fête foraine. “Notre stand n'a pas désempli de la semaine, témoigne Julien Pettré. Ce vif enthousiasme, nous l'avons noté à la fois chez les utilisateurs ordinaires et chez les professionnels du domaine.”
De prime abord, l'objet ressemble à un trampoline. Il suffit de se pencher pour avancer dans une scène virtuelle projetée à l'écran ou dans un casque. Un garde-corps permet d'éviter toute chute et invite l'utilisateur à s'incliner sans retenue. “Une centrale inertielle mesure l'inclinaison du plateau central, explique Maud Marchal. Les paramètres sont récupérés par des lois de commande” qui activent la simulation.

Simulation piétonnière

“Le Joyman est légèrement annexe à nos activités de recherche, précise Julien Pettré. Il est né du besoin d'interagir avec la simulation piétonnière. Nous voulions qu'un utilisateur puisse marcher dans un monde virtuel et évoluer parmi la foule de façon réaliste. Beaucoup de travail reste encore à produire pour parvenir à cette conformité entre réel et virtuel.”
Dans leurs expériences, les deux scientifiques butaient sur un problème technique. “Notre salle de réalité virtuelle est évidemment trop petite pour transposer de façon prolongée une marche réelle dans le monde virtuel.” Solution possible : le tapis roulant. “Certains sont très sophistiqués. En Allemagne, il existe un tapis omnidirectionnel qui compense les mouvements latéraux et ramène systématiquement le marcheur au centre. Mais cet équipement, le CyberWalk, pèse onze tonnes. Nous, nous visons un dispositif beaucoup plus simple et low cost."

C'est le passage d'un Segway sur le campus universitaire qui a provoqué le déclic. “En le voyant, nous nous sommes dit : voilà ce qu'il nous faut pour la navigation virtuelle. Cet engin avance quand on se penche. Ses utilisateurs trouvent ce mode de déplacement hypernaturel. Par ailleurs, il joue sur l'équilibre. Les neurosciences ont beaucoup étudié la marche humaine. Elle repose sur trois sens. La vision. La proprioception, c'est-à-dire le sens de l'effort que l'on produit. Et enfin l'équilibre, qu'on appelle aussi l'équilibrioception. Ces sens mobilisent trois systèmes : oculaire, somato-sensoriel et vestibulaire. Le corps humain les mélange pour piloter sa marche. La plupart des interfaces jouent sur la proprioception. C'est le cas du joystick par exemple. Ce n'est pas du tout immersif. Le tapis roulant, lui, préserve la perception de la marche mais pas celle de l'accélération. Il se trouve qu'il y avait une absence d'interface jouant sur l'équilibre.”
Le Joyman peut-il contribuer à une bonne conformité du comportement des trajectoires suivies dans le monde virtuel ? “Malgré sa simplicité, il y a de bonnes raisons de penser que oui.” Pourquoi ? “Parce que l'utilisateur met en mouvement son propre corps dans la réalité pour piloter son mouvement dans la virtualité”, estime Julien Pettré.
“Cela dit, les lois de commande qui régissent l'interface peuvent aussi être modifiées en fonction des usages, remarque Maud Marchal. Soit on s'en tient à une restitution très réaliste, par exemple pour valider l'étude de la locomotion humaine. Soit on décide de donner des illusions sensorielles supplémentaires. Cela peut être une impression d'accélération rapide pour un simulateur de ski par exemple.”

Ludique ? Wii et non

Le Joyman est-il donc promis à un usage ludique à la façon d'une Wii ? “Naturellement, c'est la première idée qui vient à l'esprit, remarque Julien Pettré. L'interface s'y prête bien. Mais ce n'est pas forcément la meilleure cible pour son transfert car le secteur du jeu est très concurrentiel. Voilà d'ailleurs tout l'intérêt de la collaboration avec un industriel. Car c'est lui qui peut le mieux répondre à cette question. C'est lui l'expert pour la connaissance du marché.”
Pour donner un avenir à leur invention, les chercheurs Rennais se rapprochent d'Immersion. “Cette société française est un acteur international clé dans la diffusion d'interface de réalité virtuelle mais aussi dans leur conception. Elle possède déjà une expérience de collaboration avec Inria à travers les activités de Martin Hachet et de l'Université de Bordeaux 1. Une confiance mutuelle s'est installée. Pour nous, c'est le partenaire idéal.” La rééducation figure aussi au registre des autres applications possibles. “Joyman peut servir par exemple pour des gens qui souffrent d'un sens de l'équilibre affecté. Nous aimerions approfondir cette voie à travers un projet collaboratif qui reste à élaborer.”

BlobSeer : un système de stockage pour l'ère exaflopique

Thu, 10 May 2012 17:07:15 GMT

La taille des données n'en finit plus de croître. Elle menace l'efficacité des services de cloud computing et des infrastructures de calcul haute performance à usage scientifique. BlobSeer est un système de stockage innovant conçu pour fluidifier les accès massivement parallèles aux données, grâce à des techniques de versioning pour la manipulation concurrente des grands objets binaires qu'on appelle des Blobs. Cette approche suscite l'intérêt de Microsoft, IBM ou SAP, comme l'explique Gabriel Antoniu, chercheur Inria à Rennes.

L'exaoctet ? Un trillion d'octets. Mille fois les 1015 du petaoctet. Un bond vertigineux hors de portée pour les bases de données en l'état actuel de la technologie. Un problème d'autant plus pressant que les ordinateurs, eux, continuent de produire des volumes toujours plus gros. Le syndrome porte même un nom : Big Data. À cette inflation se greffe un autre phénomène : la science elle-même se nourrit de plus en plus de données. La génomique, l'océanographie ou encore l'astronomie puisent abondamment dans ces immenses réservoirs d'informations. Ce nouveau tropisme faisait dire à feu Jim Gray, de Microsoft, que “l'on peut considérer l'usage intensif des données (...) comme un quatrième paradigme de l'exploration scientifique” succédant aux époques du calcul, de la théorie et de l'empirisme.
" Le HPC disposera d'ordinateurs exaflopiques vers 2020. Les services de cloud suivront la tendance, pronostique Gabriel Antoniu, responsable de l'équipe de recherche KerData. Mais les outils classiques de gestion de données montrent leurs limites. Les architectures actuelles reposent sur un stockage centralisé des méta-données. Or, c'est précisément ce qui nuit aux performances et ne passe pas à l'échelle. Des centaines de milliers de fichiers sont créés et actualisés simultanément. Ces actions massivement parallèles induisent un surcoût prohibitif. C'est toute l'efficacité des machines qui s'en trouve amoindrie. Voilà, le verrou que nous essayons de lever.” Un des moyens : “décentraliser la gestion des meta-données de manière efficace. BlobSeer est un système de stockage de données qui contribue à résoudre ce problème de gestion. Il repose sur une méthode de versioning pour la manipulation concurrente des Blobs (2) qui permet de maintenir un haut débit malgré un accès aux données massivement parallèle.”

Stockage pour applications MapReduce

La méthode offre un système de stockage aux applications utilisant MapReduce. Popularisée par Google pour le calcul distribué sur grappes, MapReduce fonctionne comme un double filtrage. “Première phase : on extrait l'information qui nous intéresse. C'est le Map. Seconde phase : on procède à l'agrégation de ces résultats. C'est le Reduce. Ces tâches génèrent énormément d'accès parallèles aux données. BlobSeer permet de faciliter cet accès.”  Développé par la Fondation Apache, Hadoop est la plus en vogue des solutions permettant d'implémenter le modèle de programmation MapReduce sur les clouds. Ce cadre open source a été adopté par des géants du web comme Yahoo, FaceBook ou encore Amazon. “Quand Hadoop utilise BlobSeer plutôt que HDSS, son propre système de fichiers, les performances augmentent sensiblement. Dans l'avenir, des services de cloud pourraient donc choisir d'intégrer notre composant dans leur version de Hadoop.” Parmi les industriels qui s'intéressent à cette alternative, figure IBM. “Nous sommes partenaires dans le cadre d'un projet ANR sur le sujet.” Plus récemment, c'est l'éditeur de logiciels SAP qui a manifesté son intention d'évaluer cette nouvelle méthode.   Les scientifiques de KerData déclinent aussi une version de BlobSeer pour Azure, l'infrastructure de cloud de Microsoft. Son nom : TomusBlobs. “De tous les projets nés de la Cloud Research Initiative de Microsoft, c'est actuellement celui qui avance le plus vite. Nous avons présenté les résultats à Henrique Malvar, responsable scientifique de Microsoft Research et à Tony Hey, vice-président de Microsoft Research Connections, lors de leurs récentes visites au centre de recherche commun à Saclay. Les tests ont permis de montrer un débit nettement supérieur : trois fois en écriture, deux fois et demi en lecture.”

Également au niveau système

Mais BlobSeer n'est pas seulement une solution performante pour la gestion de données applicatives. “Au niveau système, il peut aussi servir pour le stockage et le déploiement des images de machines virtuelles dans le cloud. Celles-ci sont parfois des centaines ou des milliers. Or, leur déploiement simultané repose lui aussi sur une architecture centralisée. Ce qui en fait une étape préliminaire exigeant beaucoup de temps.”   Une fois les machines virtuelles lancées, se pose la question des sauvegardes. En cas de panne, il faut pouvoir repartir d'un état cohérent du système. D'où l'intérêt de conserver des instantanés. “À nouveau, cela passe par un schéma d'écriture de données massivement concurrente pour stocker les modifications des images de ces machines virtuelles. Mais au lieu de recourir à un serveur centralisé, l'idée est d'utiliser BlobSeer pour procéder à un stockage décentralisé des images des machines virtuelles. Ainsi, l'utilisateur de clouds dispose de lectures concurrentes très efficaces pour la phase de déploiement puis d'écritures concurrentes très efficaces pour la phase de sauvegarde. En collaboration avec l'Argonne National Laboratory, nous illustrons cette fonctionnalité sur Nimbus,” un outil open source qui fournit une infrastructure en tant que service (Iaas) à la communauté scientifique.  En sus de tout cela, les chercheurs commencent à explorer encore une autre déclinaison. “Pyramid est une méthode de gestion d'accès aux données qui emprunte beaucoup à BlobSeer mais concerne plus spécifiquement le stockage des tableaux. On ne s'intéresse plus ici aux Blobs mais aux données multi-dimentionnelles. Dans le contexte du HPC, beaucoup d'applications scientifiques font du traitement parallèle de tableaux. Mais là aussi, l'accès concurrent a atteint ses limites.”

Six travaux de thèse pour BlobSeer

Initié par les travaux de Gabriel Antoniu, le projet BlobSeer a depuis été étoffé par plusieurs étudiants en doctorat : 

Pour sa thèse fondatrice sur la gestion du stockage de données, Bogdan Nicolae a reçu en 2011 le second prix Gilles Kahn Award décerné par la Specif et l'Académie des Sciences.

Alexandra Carpen Amarie adapte BlobSeer pour les clouds et applique cette technologie au niveau système dans Nimbus. Elle a reçu le prix du meilleur poster au forum doctorat de la conférence IPDPS IEEE, à Anchorage, en 2011.

Diana Moise intègre BlobSeer dans Hadoop en remplaçant son système de stockage d'origine par BSFS.

Financé par le Ministère de la Recherche et Microsoft, Radu Tudoran travaille sur TomusBlobs, la version de BlobSeer pour les applications MapReduce sur le cloud Azure.

Dans le cadre du projet européen Scalus, Houssem-Eddine Chihoub va tester une version de BlobSeer pour OpenNebula, un concurrent européen de Nimbus.

Viet-Trung Tran développe Pyramid, un logiciel inspiré de BlobSeer mais spécialisé dans la gestion des accès aux données multi-dimentionnelles.

Vers un cahier des charges mieux formulé

Thu, 10 May 2012 16:25:15 GMT

En février dernier, à Rennes, des chercheurs Inria conviaient les professionnels du développement logiciel à une rencontre consacrée à l’ingénierie des exigences. L'occasion pour les uns et les autres de mesurer l'importance du cahier des charges dans l'exécution des projets, comme l'explique Benoît Baudry, le scientifique à l'origine de cette initiative.

“Dans le logiciel, il existe ce sentiment que les choses sont très souples, constate Benoît Baudry. Le développeur se figure qu'il pourra toujours modifier un élément plus tard ou le compléter par un patch. Souvent, le client lui-même ne sait pas précisément ce qu'il veut. Du coup, l'idée de produire un cahier des charges très rigoureux n'est pas si répandue. Or, sur le terrain, l'absence d'un tel document extrêmement formalisé engendre des problèmes dans au moins deux contextes.”

Dans le monde du logiciel, ce problème de l'expression rigoureuse des exigences n'est pas suffisamment pris en compte.

Premier cas : les gros systèmes. “Prenons le chantier d'une centrale nucléaire. Jusqu'à 300 corps de métiers s'y succèdent : physiciens, électroniciens, ergonomistes... Ces spécialistes ne communiquent pas forcément entre eux. C'est au cahier des charges de faire la couture. S'il est mal conçu, les problèmes commencent...” Le document doit en outre assurer le lien avec la loi. “Sur des secteurs comme l'énergie, les transports ou la défense, la dimension réglementaire prend une grande place.”
Deuxième contexte où la bonne formalisation s'impose : la relation entre maître d'ouvrage et maître d'œuvre. “Quand la SNCF veut faire fabriquer un système d'information, elle se tourne vers un exécutant. Cette SSII récupère un cahier des charges et le réalise. Or, si le besoin n'est pas bien exprimé à travers ce document, il va y avoir une phase supplémentaire d'aller-retour.” D'où l'intérêt de concevoir un support à la communication plus rigoureux.
“Durant notre réunion avec les professionnels, il n'y avait pas les grands systémiers de l'industrie, mais beaucoup de leurs sous-traitants. Ces SSII ressentent bien la nécessité de formaliser pour mieux comprendre le besoin du client. Dans le cadre d'une négociation, elles veulent pouvoir dire : à tel endroit, ce n'est pas bien exprimé. Vous ne serez donc pas satisfait de la prestation.”

Recours aux modèles

Le sujet préoccupe aussi plus d'un scientifique. Chaque année, 400 chercheurs assistent à Requirements Engineering, la conférence sur l'ingénierie des exigences. Il faut dire que “le domaine est très vaste et abordable sous un grand nombre d'angles. Quantité de techniques peuvent servir. Certains, par exemple, élaborent des méthodes d'interview pour mieux amener le client à expliciter son souhait. Ils vont analyser les conversations, reformuler les propos pour lever les ambiguïtés...” Triskell, l'équipe dirigée par Benoît Baudry, intervient avec sa spécialité : l'ingénierie de modèles. “Nous proposons des techniques d'abstraction puis de spécialisation en fonction des corps de métier qui peuvent aussi servir à l'expression rigoureuse des exigences.”
Durant les débats, “chacun a pu percevoir qu'il existe une préoccupation partagée entre chercheurs et entreprises. Il n'y a pas toujours du transfert direct, mais tous les thèmes dont nous avons parlé font l'objet de projets en partenariat avec l'industrie : grands groupes ou PME. Ce genre de manifestations nous donne aussi l'occasion de montrer qu'Inria n'est pas une tour d'ivoire. On peut venir y rencontrer des scientifiques et y exposer ses problèmes dont nous faisons notre terreau.”

Des algorithmes plus efficaces pour la surveillance de structures

Thu, 10 May 2012 15:58:44 GMT

Équipe de recherche Inria mariant modèle physique et inférence statistique, I4S développe de nouvelles méthodes pour améliorer la surveillance d'intégrité de structures, c'est-à-dire la détection informatisée des endommagements sur les ponts, les immeubles ou encore les éoliennes. Les chercheurs Laurent Mevel et Michael Döhler expliquent comment cette technologie algorithmique a été transférée vers SVS, une entreprise danoise leader en logiciel d'analyse modale opérationnelle.

Il fut un temps où la surveillance des ouvrages du génie civil était d'abord affaire d'inspection visuelle et d'expertise personnelle. Mais l'avènement du capteur intelligent questionne actuellement le contrôle à l'ancienne. Saupoudrées sur les ponts ou logées dans des structures plus complexes, des batteries de capteurs livrent désormais en continu et en temps réel quantité d'informations sur l'intégrité structurelle : vibrations, dilatation thermique, humidité...  Mais ce flot de données devient vite un déluge. Ajouté à la complexité des structures elles-mêmes, le grand nombre de points de mesure s'avère bientôt indigeste. D'où le besoin d'algorithmes assez puissants pour absorber la taille des paramètres. Voilà justement l'objet des recherches d'I4S, une équipe rennaise Inria spécialisée dans l'inférence statistique pour la surveillance d'intégrité de structures. Ce qu'on appelle aussi le SHM : Structural Health Monitoring.   Sous contrat de licence avec royalties, les scientifiques collaborent avec SVS, une entreprise danoise dont le logiciel phare, ARTeMIS, est le leader mondial de l'analyse modale opérationnelle. “Leur solution contient notre moteur algorithmique et ses derniers développements, explique Laurent Mevel, responsable d'I4S. Il existe non seulement une parfaite complémentarité entre les activités de cette société et nos recherches, mais aussi une complète adéquation entre notre vision du domaine et la leur.”    Une considération au cœur de ces travaux spécifie que quand les capteurs sont déplacés d'un endroit à l'autre, les données issues des mesures successives ne devraient pas être analysées séparément mais mélangées. Le tout étant traité ensuite de manière intelligente.

Un point essentiel du transfert

Mais “publier cela dans un article scientifique ne représente que la moitié du chemin, poursuit Laurent Mevel. Encore faut-il ensuite montrer que nos méthodes fonctionnent réellement et qu'elles s'intègrent dans des environnements logiciels industriels préexistants. Cet effort supplémentaire passe par le développement. C'est un point essentiel pour réussir le transfert technologique. À ce niveau, nous sommes très en phase avec SVS. Les Danois ont modifié ARTeMIS pour nous aménager des portes d'entrée nous permettant de tester très facilement nos prototypes.”
Également au cœur du dispositif : l'Allemand Michael Döhler, un doctorant qui a passé six mois au siège de l'entreprise, à Aalborg, pour y tester de nouveaux algorithmes. “À la base, je m'intéresse aux mathématiques appliquées. Cette expérience constituait donc évidemment une grande occasion pour moi de me confronter à des problèmes industriels réels et de les aborder avec une approche très directe. Si vous imaginez une solution, vous savez immédiatement si cela fonctionne ou pas.”   Pour sa thèse, Michael Döhler vient de recevoir le Premier Prix de la Fondation Rennes 1 au titre de l'école doctorale Matisse. En octobre, déjà, il s'était vu décerné le Prix d'Excellence 2011 dans le cadre d'Iris, un projet européen du 7ème programme cadre de recherche et de développement. Le jeune chercheur va maintenant passer 10 mois à la Northeastern University de Boston. Il rejoindra ensuite l'Allemagne pour une année supplémentaire de recherches post-doctorales au Bam, l'Institut fédéral pour la recherche et les essais sur les matériaux.

Prochain défi : les éoliennes

"Nous allons conserver le contact avec Michael. Nous espérons que son séjour au Bam sera pour nous l'occasion de nous rapprocher de ce laboratoire, ajoute Laurent Mevel. Les Allemands ont de vraies accointances avec nous. Nous partageons une culture commune. Ils ont d'ailleurs testé certains de nos algorithmes. Et ils travaillent beaucoup sur les éoliennes, ce qui constitue aussi un de nos futurs champs de recherche.” Avec des milliers de turbines bientôt installées en Europe, la nouvelle industrie de l'énergie verte aura besoin d'un système SHM efficace pour surveiller un parc de production géographiquement très dispersé. “Mais une éolienne est bien plus complexe qu'un pont. La surveillance de telles structures tient encore du défi.”

Immersia, la nouvelle salle de réalité virtuelle à Rennes

Thu, 10 May 2012 15:04:21 GMT

De par sa grande taille et son niveau d'équipement, Immersia offre aux scientifiques Inria de nouvelles possibilités pour leurs recherches en terme de qualité immersive et d'interaction multimodale. L'endroit accueille également des équipes de l'extérieur, comme l'explique Georges Dumont, le responsable de la plateforme.

9,60 mètres de long. 3 mètres de profondeur. 3 mètres de haut. “Immersia 3 est une des plus grandes salles de réalité virtuelle au monde”, résume le chercheur Georges Dumont. Ouverte à partir du 20 juin 2012 et hébergée dans l'Espace des Technologies Innovantes (ETI), sur le campus de Beaulieu, à Rennes, cette nouvelle infrastructure succède à Immersia 1 (1999) et Immersia 2 (2007).

La pièce se compose de trois murs de verre et d'un plancher acrylique. Soit quatre surfaces sur lesquelles une batterie de onze projecteurs vient afficher une image haute résolution. L'impression de relief est restituée par le procédé de stéréoscopie active associée à des lunettes à obturation. Un meilleur rendu des couleurs contribue également au réalisme et au sentiment d'immersion. Un système ART Track 2 composé de 16 caméras infrarouge assure le suivi des objets en mouvement dans ce volume. À ces dispositifs visuels, s'ajoute un processeur régulant la spatialisation du son en fonction des déplacements de l'utilisateur. Format 10.2 vers les enceintes ou 5.1 sur écouteurs. Au rayon des interfaces, les scientifiques disposent par ailleurs de deux bras haptiques Haption Virtuose et d'un casque HMD eMagin récupérant directement les signaux électriques à la surface du cerveau.

Des logiciels rennais

L'exploitation de tout ce matériel est facilitée par une panoplie de logiciels en grande partie élaborés à Rennes par des chercheurs et enseignants-chercheurs d'équipes communes avec Inria : OpenMASK pour le développement d'applications dédiées à la réalité virtuelle, GVT (Generic Virtual Training) pour les exercices de formation professionnelle et OpenViBE pour la gestion des interfaces cerveau-machine (ou BCI). Voilà pour la fiche technique.

Grâce à ces équipements, la nouvelle salle se prête à des expériences exigeant non seulement un bon rendu immersif mais aussi la prise en compte de scénarios complexes. Comme le remarque Georges Dumont, un des grands défis actuels de la recherche consiste à combiner les modalités d'interaction. “Quelle est la meilleure interface pour faire quoi ? Si j'effectue mes déplacements avec du BCI et si je contrôle ma gestion des objets avec une interface haptique, est-ce que cela améliore ma façon de travailler ? Ou serait-ce mieux avec d'autres types d'interfaces ?” Des questions d'autant plus pertinentes que la réalité virtuelle présente beaucoup de potentiel pour le travail collaboratif. “Plusieurs ouvriers peuvent intervenir sur le même objet par l'intermédiaire d'interfaces différentes. Exemple : deux personnes qui déplacent un capot de voiture à l'aide d'un bras haptique pour l'un et d'une interface tangible pour l'autre. On peut imaginer qu'elles travaillent dans la même salle, en local, ou bien à distance.” Dans ce deuxième cas de figure, les problèmes se font plus aigus. “Des temps de latence liés au réseau apparaissent. Il faut aussi gérer le sentiment de présence du co-équipier. Pour cela, une des pistes consiste à introduire une représentation visuelle du collègue, un avatar de celui avec qui on travaille.”

Une salle ouverte

Immersia va donc faciliter ce type d'exploration. “Mais ce n'est pas un outil de recherche réservé à nos équipes. Sa vocation est aussi d'accueillir d'autres scientifiques.” La nouvelle salle fait partie de Visionair, un réseau européen d'infrastructures scientifiques orientées vision dont Georges Dumont dirige d'ailleurs un des trois volets de recherche. “Nous travaillons aussi à intégrer notre outil dans Digiscope, un réseau issu des appels aux équipements d'excellence (Equipex) 2010.” Immersia compléterait alors l'infrastructure de Saclay, en région parisienne. Les partenaires industriels d'Inria peuvent également avoir accès à cette salle, “notamment par le biais du nouvel IRT B-com, dont notre plate-forme fait partie.”

Prix de thèse Fondation Rennes 1 "Progresser, Innover, Entreprendre" pour deux doctorants du centre

Thu, 15 Mar 2012 16:01:01 GMT

Michael Döhler, doctorant sein de l'équipe I4S, et Quang Khanh Ngoc Duong, doctorant chez METISS, sont respectivement lauréats du premier et du second Prix de thèse de la Fondation Rennes 1 pour l'école doctorale Matisse.

La Fondation Rennes 1 "Progresser, Innover, Entreprendre" dont l'objet est de renforcer les relations entre l'université de Rennes 1 et les entreprises pour favoriser l'innovation et le développement socio-économique, a mis en place pour la seconde année les Prix de thèse - Fondation Rennes 1.

Cette deuxième édition attribuera un premier prix et un deuxième prix de thèse pour chacune des 4 écoles doctorales de l'université de Rennes 1 : Sciences de la Matière, Sciences de l'Homme, des Organisations et de la Société, Mathématiques-Télécommunications-Informatique-Signal-Systèmes-Electronique (école doctorale Matisse), Vie-Agronomie-Santé.

Les prix de thèse seront décernés aux travaux présentant les plus forts potentiels d'innovation et/ou de transfert de technologie et auront été évalués par un jury composé d'universitaires et de responsables d'entreprises.

MedInria 2.0

Mon, 5 Mar 2012 17:48:45 GMT

Le logiciel d'imagerie médicale Inria vient de connaître une refonte complète. Visite guidée avec Olivier Commowick, chercheur en charge de son développement.

Téléchargeable en version beta depuis la fin janvier, MedInria 2.0 aura nécessité deux ans de travaux aux ingénieurs attelés à la réécriture du code. “Pour l'essentiel, les fonctionnalités demeurent les mêmes. Mais nous voulions revoir l'architecture de fond en comble, résume Olivier Commowick. Nous avons aussi repensé intégralement l'interface. Les utilisateurs percevront donc tout de suite la différence.”

Le logiciel incorpore les résultats de recherche de quatre équipes Inria investies sur l'imagerie médicale. À savoir : Visages à Rennes, Asclepios et Athena à Sophia-Antipolis et Parietal à Saclay. “Chacune a élaboré une partie. Mais nous nous sommes coordonnés pour harmoniser le développement et mutualiser au mieux nos efforts. Inutile de refaire plusieurs fois la même chose chacun de son côté.” Les travaux de ces équipes concernent principalement le cerveau et le cœur. Ces domaines de spécialité se reflètent donc également dans le logiciel.

Tractographie, recalage...

“MedInria s'adresse d'abord aux cliniciens ayant une activité de recherche. Ils y trouveront des outils pour effectuer des tâches comme le recalage d'images. Cela permet par exemple de superposer deux IRM d'un patient à différentes périodes pour comparer ces images et observer l'évolution d'une éventuelle tumeur.” Autre usage typique : la tractographie. L'IRM de diffusion permet de visualiser la structure de la matière blanche du cerveau. Ce qui permet indirectement de déterminer comment les fibres nerveuses s'organisent. Dans l'étude du cœur, une des fonctions les plus avancées permet la superposition, sur le rendu volumique 3D+temps, d'un modèle numérique pour la simulation et la prédiction de la fonction cardiaque.
“Les équipes Inria conçoivent des algorithmes de traitement d'images qui peuvent être plus performants que ceux installés sur les machines par les constructeurs. Certains chercheurs sont parvenus à améliorer le débruitage ou la tractographie par exemple. Pour l'utilisateur, dans le cadre d'une étude clinique ou avant une intervention, cette finesse d'analyse peut s'avérer importante. On peut imaginer ainsi qu'un clinicien souhaite un logiciel plus poussé lui proposant une visualisation plus précise de l'organe.”
MedInria 2.0 repose sur une architecture en plugins. “Le cœur de l'application fournit l'interface utilisateur. Pas les fonctionnalités. Celles-ci sont apportées par des plugins. Nous y mettons tous ceux déjà élaborés par nos équipes. Mais le logiciel a vocation à en recevoir d'autres. Nous espérons d'ailleurs que certains de ces modules seront développés par des contributeurs extérieurs. À terme, le but est que chaque utilisateur puisse composer son application en chargeant simplement les plugins dont il a besoin.”
Une autre forme de déclinaison doit voir le jour dans le cadre d'une action de transfert des équipes Asclepios et Parietal. “Développée par une startup, MediSeen sera une version plus spécifiquement étudiée pour les cliniciens. Les fonctionnalités se concentreront sur des algorithmes issus de la recherche Inria, robustes et éprouvés, et l'interface sera complètement différente.”
MedInria viendra aussi en appui du projet OFSEP. L'Observatoire Français de la Sclérose en Plaques fait partie des 10 projets nationaux ANR Cohortes retenus au titre des Investissements d'Avenir. Avec un budget de 10 millions d'euros sur 10 ans, l'opération consistera à surveiller 30 000 patients. “Ce qui demandera une certaine automatisation du traitement d'images.”

Du mouvement humain aux êtres virtuels

Thu, 1 Mar 2012 16:20:35 GMT

Nouvelle équipe de recherche rennaise, MimeTIC ambitionne de mieux comprendre la bio-mécanique pour améliorer la simulation d'humanoïdes virtuels. Comme l'explique son responsable, Franck Multon, ces travaux intéressent tout autant l'univers du serious game que celui de l'architecture, du sport ou de la chirurgie.

“Si on comprend bien le mouvement humain, si on le code dans un algorithme, alors on peut créer des êtres virtuels se comportant de la même façon. Voilà tout notre propos”, résume Franck Multon. Professeur à l'Université de Rennes 2 et membre du laboratoire M2S (Mouvement Sport Santé EA1274), le scientifique prend la tête de MimeTIC. Cette nouvelle équipe est commune à Inria et aux universités de Rennes 2 et Rennes 1.

Elle naît dans le sillage de Bunraku, une équipe - projet commune Inria parvenue à son terme avec un bilan extrêmement positif. "Entre Bunraku et M2S, nous avions une collaboration très fructueuse : une cinquantaine de publications en 10 ans et plusieurs logiciels.” Parmi eux : MKM, le moteur d'animation 3D temps-réel qui a contribué à la création de la start-up Golaem.
“Il y a eu du transfert industriel côté Inria, mais aussi de la valorisation pour Rennes 2. Son laboratoire, M2S, commun avec l'ENS Cachan et l'université de Rennes 1, a bien percé sur la réalité virtuelle et le sport : entraînement, meilleure compréhension des informations que gèrent les sportifs dans les prises de décision... Donc nous avons souhaité conserver cette philosophie. Mais plutôt que de travailler de manière séparée, désormais nous rassemblons des chercheurs de différentes compétences dans une même équipe.”

Résolument pluridisciplinaire

Ce regroupement confère à MimeTIC un caractère pluridisciplinaire. “Quand on regarde la liste des publications des membres, cela va de la réalité virtuelle à l'image de synthèse, en passant par les neurosciences et l'anthropologie, voire même la primatologie ! Donc, un éventail très large” et complètement assumé. “La majorité des travaux qui nous ont placés sur le devant de la scène au niveau international sont justement ceux dans lesquels on retrouve cette pluridisciplinarité. Je pense aux contributions du chercheur Inria Julien Pettré qui analyse les mouvements d'une foule, en extrait des règles de comportements, les applique à des humains virtuels, et vérifie que ces règles aboutissent à une simulation crédible. Sur ce thème nous avons eu une publication de référence dans Siggraph.”
Située à la fois sur les campus de Beaulieu et Villejean, MimeTIC disposera, en juin 2012, d'une nouvelle plateforme expérimentale sur le site de l'antenne Bretagne de l'ENS Cachan, à Ker Lann, en périphérie de Rennes. Construit dans le cadre d'un contrat Etat-Région, “ce gymnase de 40 x 20 m sera dédié à l'analyse du mouvement. Nous les diviserons en deux parties : 30 x 20 m pour un gymnase avec des plateformes de force cachées dans le sol, des caméras fixées à demeure dans les murs... Nous pourrons y faire, par exemple, de la mesure sur une équipe en sport collectif. L'autre partie accueillera une immense salle de réalité virtuelle : 12 m de large, l'équivalent de la largeur d'un terrain de tennis, 4 m de haut, 6 m de profondeur. Cet équipement permettra des interactions de grande qualité.”

“Suis-je informaticien ou bio-mécanicien ? Je n'envisage pas l'un sans l'autre. Je ne conçois pas de simuler des humains virtuels sans avoir préalablement compris comment l'humain fonctionne. Inversement, je ne peux pas faire de la bio-mécanique sans chercher à simuler le mouvement pour valider que les hypothèses sont bonnes.”

Franck Multon

Serious game

Ces travaux intéressent les fabricants de matériel sportif et les fédérations, pour l'entraînement par exemple. “Avec Artefacto, une société rennaise, nous menons un projet de serious game baptisé Biofeedback. C'est un logiciel d'apprentissage des gestes complexes, pour le karaté ou la danse.” De la Wii ? “Exactement. Mais de la Wii sérieuse ! Quand un tennisman joue sur la Wii, il ne devient pas pour autant plus performant sur le court. Ici, l'objectif est justement d'utiliser le virtuel pour acquérir une meilleure pratique dans la réalité. Améliorer le vrai geste dans le vrai match.”
La thématique bio-mécanique conduit par ailleurs MimeTic à s'intéresser au concept de l'usine conçue numériquement. "Nous travaillons sur ces humains virtuels qui doivent posséder assez d'autonomie pour effectuer une tâche dans une configuration attribuée. Nous pouvons aussi collaborer avec des cabinets d'ergonomie, ainsi que des sociétés de simulation virtuelle d'architecture. La technologie permet, par exemple, de simuler le comportement d'une foule dans un lieu public, repérer les potentiels goulots d'étranglement : portique de métro, quai de gare...”
Les chercheurs se dirigent également vers le secteur de la rééducation fonctionnelle. “La simulation du système musculo-squelettique ouvre quantité d'applications dans le domaine médical. Les prothèses, certes, mais aussi la préparation d'actes chirurgicaux. Le médecin peut décider de pratiquer des transplantations de muscles : prélever un muscle pour renforcer un autre endroit. Mais quel muscle prendre ? Nous pouvons apporter des outils pour valider un choix. Là aussi, le défi, c'est de coupler analyse et simulation.”

Laurent Wauquiez, Ministre de l'enseignement supérieur et de la recherche, en visite au centre de Rennes

Tue, 28 Feb 2012 16:37:11 GMT

Le ministre de l’enseignement supérieur et de la recherche, Laurent Wauquiez, a visité, ce mardi matin, le centre de recherche Inria Rennes - Bretagne Atlantique et le laboratoire UMR IRISA. Retour en images.

Sortie du livre "Ingénierie dirigée par les modèles : des concepts à la pratique"

Wed, 22 Feb 2012 15:50:29 GMT

Jean-Marc Jezequel, Benoît Combemale et Didier Vojtisek de l'équipe de recherche TRISKELL, viennent de publier "Ingénierie dirigée par les modèles : des concepts à la pratique" aux éditions Ellipses. Ce livre participe au transfert à la fois dans l'industrie et dans les formations universitaires de nouvelles pratiques de développement du logiciel mises au point en partie dans l'équipe-projet TRISKELL. Disponible depuis le 14 février 2012 chez vos libraires.

L'industrie du logiciel fait face à une augmentation de la complexité des systèmes. A l'instar d'autres sciences, la modélisation est de plus en plus utilisée pour maîtriser cette complexité des systèmes. Popularisée par l'OMG avec son approche MDA, l'ingénierie dirigée par les modèles (IDM) s'inscrit dans cette évolution en prônant l'utilisation systématique de modèles pour automatiser une partie des processus de développement suivis par les ingénieurs. Au-delà de la mécanisation de l'utilisation d'UML, l'IDM permet d'outiller des langages de modélisation ad hoc (Domain Specific Modeling Languages, DSML), dédiés à chaque aspect méthodologique ou technologique du développement.
Ce livre offre une approche didactique et pragmatique d'apprentissage de l'IDM, incluant la définition et l'outillage de DSML. Il est destiné à toute personne souhaitant acquérir les connaissances nécessaires à la mise en œuvre d'un développement dirigé par les modèles, par exemple : étudiant en génie logiciel, ingénieur, architecte et chef de projets.

Investissement d'avenir : labellisation du projet IRT B-Com

Mon, 6 Feb 2012 17:19:10 GMT

La labellisation du projet B-Com vient désormais d'être définitivement actée par l'Etat lundi 30 janvier. Une nouvelle satisfaisante pour ses fondateurs (Inria, l’INSA de Rennes, Supélec, Télécom Bretagne et l'université de Rennes 1) qui voient enfin leur projet d’Institut de Recherche Technologique (IRT) se concrétiser.

Dès le démarrage du projet en 2010, un collège de membres académiques fondateurs de l'IRT a souhaité s'inscrire dans cette dynamique de partenariat pour le développement économique de la filière du numérique en Bretagne, notamment à Rennes, Lannion et Brest, par la conduite de projets collaboratifs de recherche et développement avec des partenaires industriels Grands Groupes ou PME, par l'usage et la conception de nouvelles plateformes technologiques ainsi que par la valorisation des travaux menés.

La recherche en STIC au service de l'IRT

Les équipes de recherche concernées par ce projet sont celles du secteur Sciences et technologies de l’information et de la communication (STIC) des membres fondateurs, nombre de ces équipes et unités étant communes à plusieurs établissements. Ces équipes et unités développeront leurs compétences au profit de nouvelles applications et usages du numérique dans le cadre des nouveaux projets de recherche technologique de l’IRT.
Suite à la labellisation officielle de B-Com, une Fondation de Coopération Scientifique est en constitution, par des acteurs industriels, grands groupes et PME ; par le pôle de compétitivité Images et Réseaux ; et par nos établissements de recherche et d’enseignement supérieur, qui restent attentifs aux modalités de mise en œuvre actuellement en cours de définition.

Un renforcement de la visibilité régionale

En complément d'autres outils et démarches tels que le laboratoire d'excellence Comin Labs ou le centre de colocalisation du consortium européen ICT Labs, cette labellisation vient renforcer la visibilité de l'excellence de la recherche en STIC sur le site rennais et dans la région par la constitution d’interfaces disciplinaires stratégiques, en particulier dans les domaines de la santé et de l’environnement.

Albert Benveniste, nommé membre de l’Académie des Technologies.

Mon, 6 Feb 2012 16:46:02 GMT

Lundi 30 janvier, au Palais de la découverte à Paris, Albert Benveniste, directeur de recherche Inria à Rennes, a été accueilli comme nouveau membre de l’Académie des technologies. Pour l’occasion, une médaille lui a été remise par Gérard Roucairol, vice-président de l’Académie des technologies. Cette distinction récompense ainsi plus de 30 années de brillants travaux de recherche.

Albert Benveniste est un expert mondialement reconnu dans les domaines de l’automatique, de l’informatique et des télécommunications. Son rayonnement scientifique exceptionnellement large traverse ces trois domaines, avec un impact tout particulier dans les thèmes suivants : identification des systèmes et traitement du signal adaptatif, programmation synchrone et informatique des systèmes embarqués au-dessus d’une architecture en réseau, et algorithmique des grands systèmes distribués dont les systèmes de gestion des réseaux et services de télécommunication. Depuis 1997, Albert Benveniste est responsable pour Inria du programme de recherche commun Alcatel – Inria et est directeur scientifique du laboratoire commun Bell Labs – Inria. Depuis juin 2011, il co-dirige le laboratoire d’excellence Communication and information sciences laboratories, Comin Labs.

L’Académie des technologies en bref
Forte de 166 membres fondateurs à sa création, l’Académie des technologies en compte désormais près de 270 (dont 167 titulaires) couvrant de très larges domaines de compétences : chercheurs, entrepreneurs et industriels, économistes et avocats, philosophes des sciences et des techniques, urbanistes et architectes, physiciens, chimistes, astronautes, médecins et chirurgiens, spécialistes des technologies de l’information et de la communication, agronomes et spécialistes du génie agroalimentaire, etc. L’Académie des technologies accompagne la société dans sa recherche d’un sens et d’un contenu à donner aux progrès technologiques pour parvenir à des choix raisonnables dans un consentement éclairé. “

La télévision en mode hybride

Mon, 19 Dec 2011 14:25:35 GMT

Directeur délégué diffusion et directeur qualité du service d'Arte, Jean-Pierre Leoni a évoqué la stratégie de sa chaîne pour répondre à la multiplication des modes de consommation de la télévision, à l'occasion de la Rencontre Inria-industrie du 17 novembre 2011, à Rennes.

“Pour les chaînes, l'environnement devient de plus en plus concurrentiel. Alors c'est un peu : attention danger, témoigne Jean-Pierre Leoni. Nous avons tous vu la dégradation de nos audiences s'accélérer avec l'arrivée de la TNT, la multiplication des usages sur Internet, l'appétence pour la vidéo et tous les moyens d'y accéder.” Non sans malice, le professionnel de télévision exhume d'un sac en plastique un clavier sans fil pour téléviseurs interactifs Tak testé par sa chaîne au sortir du siècle dernier. “On y a cru mordicus. Mais ça n'a pas marché.” Défile ensuite un cimetière de télécommandes et applications vouées au même flop. Moralité ? “Regardez Apple par exemple. L'entreprise se positionne plutôt bien. Elle sait se placer au niveau du consommateur et répondre à ses vrais besoins.” Mais au fait, quels sont-ils aujourd'hui ? “Très clairement : de la vidéo. Les gens en consomment en grande quantité, en plus ou à la place de la télévision. Prenez le portail d'Orange. Le lien le plus cliqué est celui qui dirige vers les vidéos les plus téléchargées. L'internaute veut voir ce que les autres ont le plus apprécié. Peut-être, à son tour, va-t-il aimer.”

Même succès pour la vidéo à la demande (VoD) chez Arte. “Les applications qui cartonnent sont Arte+7 et Arte Live Web.” La première permet de revoir pendant 7 jours les programmes les plus importants de la chaîne. La seconde présente “des spectacles vivants que l'on peut regarder en direct ou en replay. Nous arrivons à environ 400 programmes par an, accessibles sur Internet et maintenant aussi sur la TV connectée. 500 000 personnes ont téléchargé le logiciel qui permet de faire cela. Les organisateurs de spectacles viennent nous voir et demandent à figurer dans ce service.”

La télé connectée

Pour les professionnels, un des enjeux consiste à tendre les bonnes passerelles entre télévision et Internet. “Nous croyons beaucoup à la télé connectée. C'est une très bonne idée. Potentiellement, 100% de la population pourrait y accéder en s'équipant d'un téléviseur connectable. A partir de 700 euros, aujourd'hui ils le sont tous. C'est encore embryonnaire, mais nous avons un certain nombre de partenariats avec des grands opérateurs de communication et des industriels fabricants.” Reste encore pour ces derniers à s'entendre complètement sur une norme. En mode diffusion broadcast (sur la TNT, le câble, le satellite) ou en mode broadband (connecté à Internet), le nouveau standard HbbTV permet d'accéder à des fonctions interactives ou de zapper vers le web. Mais en périphérie de ce standard généralisé dans les téléviseurs depuis 2011, certaines technologies demeurent propriétaires.  “Il faut une cohérence. Il faut que les différentes marques de téléviseurs aient un minimum de fonctionnalités HbbTV pour que les applications que nous allons développer soient exploitables sur n'importe quel appareil. Autrement, nous perdrons la moitié de nos téléspectateurs. Nous réfléchissons aux moyens d'apporter du HbbTV en mode diffusé. Des réseaux comme la TNT sont encore massifs. Ils concernent 50% de la population. Il est très important de les entretenir. À ces télespectateurs possédant des téléviseurs HbbTV non connectés, il faut que nous apportions des applications interactives, fussent-elles simples. Ce qui suppose d'avoir du débit hertzien. Or cette ressource est rare et chère. Nous n'en avons pas beaucoup Il faudra pourtant bien en prendre pour apporter cette interactivité qui, nous promet Jean-Pierre Léoni, sera une des clés majeures du succès.”

Le relief à bon escient

Mon, 19 Dec 2011 13:59:18 GMT

Spécialiste des effets spéciaux et fondateur de l'entreprise Binocle, Yves Pupulin fournit au cinéma et à la télévision des nouveaux moyens pour optimiser la gestion du relief. Mais la stéréoscopie est une technique dont il convient d'user avec modération, comme il l'a expliqué durant la rencontre Inria-industrie sur la télévision du futur, au centre rennais Inria, le 17 novembre 2011.

“La stéréoscopie est une vieille histoire, explique Yves Pupulin. Elle date d'un siècle et demi. Alors pourquoi devient-elle brusquement une révolution ? Parce que deux technologies la rendent aujourd'hui possible. D'abord le motion control.” Le pilotage des caméras par ordinateur. Ce système ajuste au mieux la distance entre les objectifs (entraxe) et leur focalisation (vergence). Il gère aussi tous les paramètres usuels de prise de vue : zoom, diaphragme... “Deuxième technologie : le numérique. Grâce à lui, nous pouvons corriger toutes les imperfections de la prise de vue. Car des défauts existent toujours. Sur les objectifs, par exemple, nous avons de l'aberration chromatique. Donc le traitement d'image en numérique et le motion control sont les deux conditions du succès de la stéréoscopie. On la voit renaître. Elle est dans l'air depuis une quinzaine d'années.”

Aujourd'hui, sur les tournages, “les opérateurs s'interrogent : y a-t-il un champ artistique pour le relief ? Cela vaut-il le coup d'en faire... ou pas ? Quand on a créé le cinéma, la première question était de trouver comment reproduire l'illusion du mouvement sans fatiguer le cerveau humain. Dans son film ‘L'État des choses’, Wim Wenders cadrait Samuel Fuller en travelling latéral devant des grilles blanches. Filmer le personnage immobile devant ces grilles en travelling serait purement et simplement insupportable à regarder. Mais comme Wenders demande à Fuller de marcher, celui-ci reste calé au centre de l'image.” Résultat : “l'insupportabilité de la stroboscopie arrière s'estompe. Il en va de même avec les trucages. Pour fabriquer un orage, montrer un éclair, on insère une image complètement blanche, ainsi qu'un plan surexposé du décor puis une image sous-exposée. Mais si je construis un film entier basé sur ce procédé, le spectateur ne pourra pas le voir.” Migraine garantie.

Des outils pour moduler

Mêmes écueils en stéréoscopie. “Une grande imprudence consisterait à faire du relief exagéré dans l'idée de plaire. Prenez le spot des bonbons Haribo au cinéma. Ils surgissent de l'écran. Dans la salle, tout le monde essaye de les attraper. Le spectateur est heureux de les voir bondir en relief. Mais si j'applique ce concept pendant 1h30, au bout de seulement quelques minutes, il n'y a plus personne ! Le confort cérébral du spectateur va limiter l'emploi de la stéréoscopie. Il interdit certaines choses. J'exclus d'emblée tous les points dans le couple d'images ou les couples d'images qui interpellent les différences d'attitudes entre les prises. De même, si je pousse les artefacts de la 2D à leur maximum (enchaînement très rapide, stroboscopie, contraste accentué...), alors, à l'opposé, je dois baisser la stéréoscopie. Ainsi apparaît une possibilité de modulation des valeurs stéréoscopiques que le cinéaste va opérer tout au long d'un film.” En montage ou en régie sur du direct, ce travail est facilité par les outils de Binocle développés dans le cadre du projet collaboratif 3DLive avec Inria, avec les algorithmes de l'équipe Prima de Frédéric Devernay.

S'il semble difficile de contraindre les yeux du spectateur à diverger durablement, “cette divergence doit demeurer ponctuelle. Surtout, il faut qu'elle soit aussi liée à du sens, liée à de l'émotion.” Une question s'invite alors dans le débat : qui dirige le relief sur un plateau ? Le stéréographe ou le réalisateur ? “Le réalisateur !, rétorque Yves Pupulin sans l'ombre d'un doute. C'est lui le premier stéréographe d'un film. Si le cinéaste ne pense pas son film en relief. Alors pas la peine ! Qu'il le tourne en 2D ! Si on fait faire à des gens qui n'en sont pas convaincus des films ou des émissions en stéréoscopie, il n'y a aucune raison pour qu'on obtienne du bon cinéma ou de la bonne télévision. En 2D ou en 3D, un mauvais film reste un mauvais film.”

Une librairie pour les applications Gossip

Thu, 15 Dec 2011 17:49:06 GMT

Elaborée par l'équipe de recherche Asap, GossipLib rassemble des outils pour concevoir des logiciels aux propriétés épidémiques. Première librairie du genre, elle permettra aux développeurs de mieux tirer partie des systèmes de Peer-to-Peer et des réseaux sociaux, comme l'explique Davide Frey, chercheur Inria en charge de ce projet.

10 ans déjà que la recherche s'intéresse au Peer-to-Peer. Les systèmes dits épidémiques (gossip) constituent une des voies intéressantes pour tirer parti de ce protocole. L'équipe Asap les utilise dans des contextes allant du streaming vidéo aux réseaux sociaux, en passant par la dissémination de données. Ils sont aussi au cœur de Gossple. Dirigé par Anne-Marie Kermarrec, ce projet européen (ERC grant) a pour objectif de personnaliser l'information en considérant l'utilisateur dans son environnement social.
“Dans le Grand Canyon, les touristes ont le choix entre deux campings, explique Davide Frey. Celui du nord. Celui du sud. Tous deux possèdent des distributeurs de soda et autres attributs de la civilisation. Pour les voyageurs en quête d'une communion plus directe avec la nature, il existe un troisième terrain moins connu. Une journée de marche pour descendre. Une autre pour remonter. Et l'aventure tout au fond. C'est dans celui-là que j'aurais aimé séjourner. Mais j'ignorais son existence. Il n'était pas apparu sur mon moteur de recherche. Si ce moteur avait su prendre en compte mes centres d'intérêts, il m'aurait renvoyé des suggestions plus en rapport avec mes goûts.” Actuellement, ce niveau de personnalisation passe par la collecte d'énormément de données privées. Les chercheurs d'Asap ambitionnent de parvenir au même résultat sans pour autant que l'internaute soit contraint de livrer toutes ses informations personnelles aux géants de l'Internet. Et cela grâce au paradigme du Peer-to-Peer.

Une librairie pour développeurs

Mais dans la vraie vie, ce type d'application peine à décoller. Pourquoi ? Parce que certains écueils demeurent. Ainsi les firewalls et la traduction des adresses IP (la NAT) derrière les routeurs en IPv4 hypothèquent la communication. Pour tirer pleinement profit du protocole, certains composants manquent donc encore à l'appel. GossipLib est une librairie d'outils qui ambitionne précisément d'aider les développeurs à réaliser leurs applications P2P en s'émancipant de ces contraintes.  Au cœur du Peer-to-Peer, se trouve ce qu'on appelle un réseau overlay. Il organise la communication entre toutes les machines en interaction. “Un partageur de fichiers comme Gnutella fonctionne sur ce principe, par exemple. Plusieurs façons existent de construire ces overlays. Celle que nous avons choisie utilise les protocoles de gossip. On les appelle aussi des protocoles épidémiques. Dans le fond, c'est comme la grippe qui se répand au hasard, de proche en proche. Ici, on contacte un premier nœud qui en contacte d'autres qui, à leur tour, communiquent avec d'autres. A chaque cycle, j'échange des informations sur mes voisins avec un des voisins. Et cela au hasard. Le but : donner à tous les nœuds une connaissance partielle du réseau. Cet échange continuel permet de modifier constamment la topologie.”  Au-dessus de cette couche basse, d'autres travaux sont venus introduire la notion d'une métrique permettant de mesurer la distance entre les nœuds. “Distance physique ou logique. Cela peut-être mes centres d'intérêts si je vise une application utilisant des systèmes de recommandation en fonction du profil utilisateur. Je peux aussi souhaiter utiliser des nœuds qui possèdent des capacités de calcul similaire. On peut imaginer en fait quantité de métriques différentes” ...qui donnent naissance à autant d'applications.

Traverser le NAT

GossipLib offre une implémentation de ces différents protocoles pour faciliter le travail des développeurs. “Nous leur apportons la possibilité d'évaluer leurs applications non plus seulement en simulation, mais aussi en situation réelle sur un grand réseau. Et cela sans avoir à réécrire le programme. C'est le même code qui fonctionne dans les deux cas.” Restait ensuite à contourner la dernière pierre d'achoppement : “en P2P, chaque nœud doit pouvoir parler avec ses voisins. Or, si le nœud se trouve derrière un firewall ou un NAT, il peine à communiquer. C'est pour résoudre ce problème qu'en 2009, Anne-Marie Kermarrec et plusieurs chercheurs de l'Inria de Grenoble ont proposé l'idée de construire un tunnel entre les machines. Ce qui a donné naissance à Nylon. Avec mon collègue Heverson Ribeiro, nous avons commencé à étudier ce protocole d'un point de vue pratique pour que les développeurs puissent le déployer en situation réelle. Nous l'avons inséré dans GossipLib comme une fonctionnalité supplémentaire. C'est un composant pratique et fondamental. Une fois cette fonctionnalité du NAT intégrée, l'équipe pourra aussi commencer à proposer Gossple au grand public. A partir de ce moment-là, les systèmes de recherche sauront tenir compte de nos centres d'intérêts, personnaliser l'information” et signaler ce petit camping au fond du Grand Canyon.

KoriPlast : un logiciel pour exploiter les bases de données génomiques

Thu, 15 Dec 2011 17:23:22 GMT

PME bretonne de bio-informatique, Korilog édite des outils qui aident les biologistes à analyser les séquences d'ADN et de protéines. Elle débute avec l'équipe de recherche Genscale une collaboration visant à développer une solution pour gérer la pléthore d'informations issues du séquençage de nouvelle génération. Rencontre avec son fondateur, Patrick Durand.

“Blast? C'est le Google de la bio-informatique, explique Patrick Durand. Développé par le NCBI américain, ce serveur permet de comparer les séquences d'ADN et de protéines accumulées par les scientifiques du monde entier depuis bientôt 40 ans. Il se présente sous la forme d'un site web que l'on peut interroger à distance mais il est aussi disponible en téléchargement pour une utilisation en local. A la sortie des machines de séquençage, quand on passe de la biochimie à l'informatique, on récupère de grandes masses de textes composées de quatre lettres : ATGC. Elles symbolisent les quatre constituants de la molécule : adémine, thymine, guanime et cytosine. Ce texte volumineux peut être vu comme du signal. Il contient de l'information. Toute la difficulté consiste à la mettre en évidence. La force de Blast réside dans son très bon algorithme qui permet justement d'identifier ce signal caché, de localiser ces signatures.” Dans le monde de la biologie, ce moteur est tellement incontournable qu'il a fini par devenir un verbe. Quand on compare des séquences, on ‘blaste’.
Cela dit, l'outil connaît aussi des limites. “La puissance de calcul des serveurs publics ne permet pas de répondre à tous les besoins. Par ailleurs, l'exploitation des résultats reste ardue.” C'est donc pour faciliter l'emploi de Blast que l'entreprise Korilog a vu le jour en 2007 autour d'un logiciel complémentaire baptisé KoriBlast. “L'idée, c'était de proposer une plate-forme et un outil graphique capable d'aller au-delà pour aider les biologistes à gérer leurs projets de recherche dans ces banques de données toujours plus vastes. Il y a 10 ans, le biologiste comparait quelques séquences. Maintenant il en a des millions. La gestion de ces données prend donc une importance accrue si l'on veut pouvoir comparer et analyser efficacement.”

“Nos clients sont des centres de recherche et des laboratoires R&D en agronomie, en cosmétique, en génomique animale, végétale ou microbienne. Cela va de l'Institut Mérieux à l'Ifremer. Nous vendons aussi au Japon, aux USA...”

Sur serveurs publics ou en local

Exemple ? “Quand un biologiste veut blaster une grande quantité de séquences contre les banques du NCBI ou de l'EBI, son alter-ego européen, il peut difficilement mobiliser d'un seul coup autant de ressources en calcul pour lui seul. Il doit étaler dans le temps. Ce qui le contraint à écrire un programme adhoc en lignes de commande. Or ce n'est pas son métier. Notre outil offre ce genre de fonctionnalités. KoriBlast propose un système de batch adaptable en fonction de la ressource. Par ailleurs, on peut aussi choisir de ne pas blaster sur les serveurs publics, mais de travailler en local après avoir téléchargé des banques de séquences. Beaucoup de laboratoires optent pour cette option quand ils ne veulent pas communiquer leurs propres données. Notre logiciel fonctionne aussi dans cette configuration. Enfin, Koriblast peut se brancher sur un cluster de calcul. Il est ainsi disponible, par exemple, sur la plateforme GenOuest. Nous utilisons d'ailleurs pour ce faire des composants logiciels conçus par Inria.”  L'autre valeur ajoutée du logiciel réside dans ses capacités d'analyse métagénomique. “Nous ne nous intéressons pas aux séquences seules. Nous corrélons aussi les informations connues à leur sujet : de quel organisme elles proviennent, à quoi elles servent, quelles sont les mutations... Le logiciel met en évidence ces fonctions. Il produit donc des rapports plus directement exploitables.”

P comme parallèle

Pour l'entreprise, l'objectif est maintenant de passer à une autre échelle : “permettre aux biologistes non plus seulement de comparer une séquence à des millions d'autres, mais aussi des banques entières les unes aux autres.” Or Blast n'est pas optimisé pour ce travail. “Son algorithme n'est pas conçu pour exploiter au mieux l'architecture multicœurs des ordinateurs actuels. Ce domaine est précisément une des spécialités de Genscale”, une équipe que Patrick Durand connaît bien pour y avoir travaillé pendant trois ans comme ingénieur. “Nous trouvons à Inria une compétence pointue qui va nous aider à faire évoluer notre technologie vers de plus en plus de parallélisation.” Baptisé Koriplast, le projet collaboratif entre le centre de recherche Inria de Rennes et l'entreprise va durer 18 mois. “Nous bénéficions du concours du CRITT Santé Bretagne. Concrètement, la Région finance 50% du projet total. Le recrutement d'un ingénieur devrait intervenir à la rentrée.”

La télévision du futur : retour en images

Wed, 14 Dec 2011 17:06:57 GMT

Le 17 novembre dernier à Rennes, s'est déroulée la dernière édition des Rencontres Inria-Industrie. Organisée en partenariat avec le pôle de compétitivité Images & Réseaux, elle a abordé le thème de "La télévision du futur". Pendant une journée, les 176 participants, dont une majorité d'industriels, ont apprécié les exposés laissant la part belle à des professionnels du domaine et pu profité du showroom d'une vingtaine de démonstrations. Retour en images sur les moments forts de cette journée.

Les nouveaux contours de la vidéo

Thu, 24 Nov 2011 17:49:44 GMT

L'équipe-projet Temics élabore des algorithmes qui permettront de tirer pleinement partie des dernières innovations de l'imagerie vidéo. Rencontre avec Christine Guillemot, responsable du projet et directrice de recherche Inria.

Image HD, Ultra HD, HDR ou 3D. Les formats émergents de la vidéo offrent de plus fortes résolutions, des espaces colorimétriques étendus ou de nouvelles dimensions volumétriques. Mais en contre-partie, “ils engendrent des quantités plus importantes de données à stocker et à transporter, explique Christine Guillemot. Notre équipe étudie des algorithmes qui viendront optimiser la chaîne de bout en bout : analyse, compression, transmission, restitution.”

Le paysage actuel est marqué par la montée en puissance des contenus multi-vues au format MVD (Multiview Video plus Depth). Finie la caméra unique. Place aux capteurs multiples qui assurent l'acquisition d'un certain nombre de vues d'une même scène. “Ces plans différents restituent l'impression de relief sur les écrans autostéréoscopiques. Aux coordonnées traditionnelles XY du plan 2D vient s'ajouter une information de profondeur qui nous aide, par exemple, à générer ce que nous appelons des points de vue virtuels : des vues intermédiaires différentes de celles prises à l'origine par les caméras. A partir des coordonnées 2D et de leur profondeur associée, nous calculons une représentation complète de la scène dans l'espace. C'est comme si nous avions des caméras supplémentaires. Cela nous permet d'aller à la rencontre de toutes ces applications où l'on peut naviguer dans la scène de façon immersive.” C'est ce que l'on appelle la Free Viewpoint Video. Aux premières loges : l'univers du jeu.

Compression par épitomes

Cela dit, “plus la caméra virtuelle est éloignée de l'image réelle, plus l'affaire se complique. On voit apparaître des zones d'occlusion dans l'image correspondant à des parties cachées de la scène pour lesquelles l'information de texture n'est pas connue. Il est alors nécessaire d'estimer cette information manquante en mettant en œuvre des méthodes d'in-painting de texture.” L'équipe-projet Temics privilégie des approches basées sur des techniques de réduction de dimensionnalité de données. Les travaux sur les textures donnent d'ailleurs lieu à d'autres développements. “Nous étudions des algorithmes permettant d'extraire au sein d'une représentation compacte [parfois appelée épitome] les caractéristiques et structures répétitives de l'image. Des méthodes de synthèse de texture sont alors utilisées pour reconstruire l'image à partir de cette représentation compacte.” Cette compression par épitomes représente un gain conséquent dans la transmission des données. Les chercheurs explorent le domaine en partenariat avec le groupe Technicolor.

“L'émergence de nouveaux contenus de très grandes dimensions qui engendrent des volumes de données de plus en plus conséquents nous amène à nous intéresser de plus en plus aux méthodes de réduction de dimensionnalité de données, et en particulier aux techniques de représentations parcimonieuses et d'apprentissage de dictionnaires.”

Multi-vues + profondeur

Mais l'équipe-projet Temics travaille aussi sur d'autres approches. Pour pouvoir représenter une scène en relief (par exemple pour des applications de télévision en 3D) ou pour pouvoir naviguer au sein d'une scène, il est nécessaire d'associer une information de profondeur à chaque pixel des vidéos de la scène. Ceci engendre des volumes de données extrêmement conséquents. “Nous cherchons donc à construire d'autres représentations plus compactes où nous aurons moins de données à stocker ou à transmettre pour les contenus multi-vues avec information de profondeur. La spécification d'un nouveau format de représentation de contenus vidéo multi-vues avec information de profondeur fait d'ailleurs l'objet d'une phase de normalisation démarrant à l'Iso, au sein d'un groupe qui s'appelle 3DV. L'objectif est de définir un nouveau format pour ces données multi-vues ou LDI (Layered Depth Images). Il devrait voir le jour vers 2015.”
Les chercheurs s'intéressent également à la modélisation d'intérêt visuel. Quand une actrice entre en scène, elle capte toute l'attention. Idem pour le footballeur qui hérite du ballon. Les autres parties de l'image s'estompent dans l'esprit du spectateur. En jouant sur ces changements de perception, il devient possible d'adapter les traitements de la vidéo aux zones d'attention visuelle. Mais encore faut-il savoir où le regard se porte vraiment. “Nous travaillons sur des modèles pour prédire sur quelle zone l'observateur va focaliser son attention. A partir d'une séquence vidéo, il faut parvenir à déterminer de manière automatique les endroits qui vont capter le regard. Nous les appelons des zones de saillances.” Comment évaluer la pertinence d'un tel algorithme ? “En le confrontant à une vérité de terrain.” En l'occurrence des panels de spectateurs dont le regard est suivi à l'aide d'un eye tracker. “Il existe de nombreux modèles en 2D, mais très peu en 3D. Nous souhaitons étendre ces travaux vers les contenus en relief.”

Prix d'excellence 2011 pour Michael Döhler

Mon, 21 Nov 2011 16:09:54 GMT

Michael Döhler, doctorant au sein de l'équipe de recherche I4S, vient de recevoir le Prix d'excellence 2011 pour sa contribution au projet européen FP7 IRIS dans le cadre de sa thèse. Rencontre avec ce jeune chercheur d'origine allemande.

Originaire d'Allemagne, pouvez-vous nous raconter comment vous vous êtes intéressé au domaine de la recherche en mathématiques et informatique et ce qui vous a poussé à venir en France et notamment chez Inria ?

Michael Döhler : Après avoir obtenu en 2002 un baccalauréat en mathématiques et en physique en Allemagne, j’ai décidé d’étudier les mathématiques à l’Université de Chemnitz, étant passionné par cette discipline. Au cours de mes études, je me suis particulièrement intéressé aux applications concrètes des sciences de l’ingénieur et leur interaction avec l’industrie, et plus précisément sur la modélisation de problèmes, ce qui m’a permis de travailler sur des domaines d’application variés. Pendant mon cursus universitaire, j’ai eu l’opportunité en 2006 d’effectuer un semestre à l’Université d’Aberystwyth au Pays de Galles, dans le cadre du programme Erasmus. Celui-ci s’est poursuivi par un stage en Suisse dans une entreprise spécialisée en spectrométrie de masse. De retour en Allemagne, j’ai obtenu mon diplôme en 2008 après avoir rendu un mémoire de Master ce qui m’a permis d’avoir un aperçu et de prendre gout au travail de recherche. Par la suite, je me suis naturellement tourné vers un doctorat, dans le but de pouvoir mener un projet approfondi dans le domaine des mathématiques. Suite à mes expériences à l’étranger et ayant suivi des cours de français, je me suis intéressé à une proposition de thèse offerte par l’équipe I4S à Inria, portant sur des domaines multidisciplinaires, mêlant entre autres de l’automatique, de la mécanique et des mathématiques appliquées. Par ailleurs, l’intérêt porté par Inria sur les collaborations avec l’industrie et les transferts technologiques m’a paru une excellente opportunité de concilier la recherche mathématique avec les applications industrielles.

Vous venez d'obtenir le Prix d'excellence 2011 pour votre contribution au projet européen FP7 IRIS dans le cadre de votre thèse effectuée au sein de l'équipe de recherche I4S. Pouvez-vous nous raconter ces trois années de doctorat?

Michael Döhler : Ma thèse sous la direction de Laurent Mevel au sein de l’équipe I4S a porté sur l’identification des systèmes dynamiques et la détection des pannes dans ces systèmes. Cette thématique a une importante application dans la détection des endommagements des structures civiles (immeubles, ponts, etc.) au moyen de capteurs placés sur ces structures. Elle permet de surveiller automatiquement des bâtiments, notamment dans les zones à fortes contraintes environnementales et humaines, par exemple des ponts situés en zone de forte sismicité. Le but de la thèse a été de développer des algorithmes prenant en compte les conditions opérationnelles réelles des structures de grande taille (conditions environnementales diverses et bruitées, grand nombre de capteurs, etc.). Une partie des algorithmes développés a déjà été transférée dans l’entreprise danoise SVS, ainsi que dans les outils de Brüel & Kjær, un des leaders du domaine, dans laquelle j’ai eu l’occasion d’effectuer un séjour de cinq mois avec une bourse de mobilité Marie Curie. Cette collaboration a été une expérience particulièrement enrichissante et a permis d’appliquer des algorithmes développés à des données industrielles. Au cours de ces trois années, de nombreuses collaborations internationales ont été mises en place, notamment par le biais du projet européen FP7 IRIS. A ces occasions j’ai eu la chance d’échanger avec plusieurs laboratoires et de pouvoir travailler avec des équipes des universités de Tokyo, Sheffield, Boston, ainsi qu’avec l’institut allemand BAM. En particulier, la fructueuse collaboration avec Falk Hille de BAM a conduit à une contribution au projet IRIS, pour laquelle nous avons eu la chance d’obtenir le prix d’excellence 2011. Ce travail a des répercussions sur la surveillance des structures civiles. Il va se prolonger et être étendu pour la surveillance des éoliennes, dans le cadre de l’effort européen pour les énergies propres.

Aujourd'hui heureux lauréat de ce prix, comment voyez-vous la suite de votre carrière ?

Michael Döhler : La thèse que j’ai menée m’a permis de développer mon intérêt pour un domaine porteur, où de nombreux débouchés dus notamment aux nouvelles technologies sont envisageables. Elle m’a également offert de nouer plusieurs contacts avec des partenaires académiques et industriels. Mon contrat au sein d’Inria se terminant en février 2012, je vais poursuivre avec un post-doctorat à la Northeastern University de Boston pendant 1 an. Pour l’avenir, je souhaiterais développer mes sujets de recherche dans les domaines de l’automatique et de la mécanique. Dans un futur proche, je compte profiter de mon expérience post doctorale aux USA et ailleurs, pour revenir en suite en France sur un poste de chercheur.

Triskell récompensé 10 ans après

Fri, 4 Nov 2011 14:53:11 GMT

L’équipe de recherche Triskell a reçu courant octobre le « 10 years most influential paper award » lors de la conférence MODELS 2011. Cet award récompense un de leurs papiers publié lors de cette même conférence en 2001 et qui est aujourd’hui considéré comme le plus influent 10 ans après. Entretien avec Jean-Marc Jezequel, chercheur au sein de l’équipe et co-auteur de ce papier.

Votre équipe vient d’être récompensée pour un papier publié, il y a 10 ans. Pouvez-vous nous en dire plus?

Cet award récompense des chercheurs qui étaient dans l’équipe Triskell il y a 10 ans, c'est à dire juste après la création officielle de l’équipe-projet par Inria. Le papier qui avait été publié à l’époque, défrichait l'idée de faire du refactoring ou du ré-usinage de modèles UML, c'est à dire d'effectuer des transformations de modèle sémantiquement neutres, à des fins par exemple d'amélioration de sa maintenabilité.

Qu’a-t-il apporté à la communauté scientifique?

S'inspirant de travaux antérieurs sur le refactoring de code, ce papier a ouvert un nouveau champ de recherche dans le domaine de l'Ingénierie Dirigée par les Modèles (IDM) en montrant l'intérêt et la possibilité de la notion de transformations de modèles endogènes (i.e de UML vers UML) par opposition aux applications habituelles de type génération de code ou de tests. De nombreux travaux académiques et industriels ont approfondi et outillé par la suite les idées initiales présentées dans cet article.

Quelles perspectives ce prix ouvre-t-il au niveau de votre équipe?

Comme l'a dit le président du comité d'organisation de MODELS 2011, ce prix récompense aussi l'une des équipes les plus influentes au niveau mondial dans le domaine de l'IDM. C'est très encourageant pour nous que la communauté nous accorde cette reconnaissance, et c'est aussi avec 10 ans de recul la preuve qu'Inria avait eu raison de nous faire confiance en créant à l'époque l'EPI Triskell sur un thème alors en émergence, l'Ingénierie Dirigée par les Modèles.

Bertrand Braunschweig est nommé directeur du centre Inria Rennes - Bretagne Atlantique

Wed, 5 Oct 2011 18:08:44 GMT

Michel Cosnard, président directeur général d’Inria, nomme Bertrand Braunschweig directeur du centre Inria Rennes – Bretagne Atlantique, à compter du 1er octobre 2011, en remplacement de Patrick Bouthemy.

Bertrand Braunschweig est ingénieur ENSIIE, docteur de l’université Paris-Dauphine et HdR de l’Université Paris VI. Après une carrière de chercheur en dynamique des systèmes et en intelligence artificielle dans l’industrie pétrolière, il a rejoint l’IFP pour y diriger les activités de recherche en IA au sein de la direction Technologie, Informatique et Mathématiques Appliquées.

Il a ensuite coordonné pendant une dizaine d’années les projets européens et internationaux de définition du standard d’intéropérabilité CAPE-OPEN pour la modélisation et de simulation de procédés, ce qui lui a valu de recevoir en 2006 le premier « CAPE recent achievement award » de la fédération européenne de génie chimique.

Président de l’association française d’intelligence artificielle pendant quatre ans, Bertrand Braunschweig a été également président de l’ASTI, fédération des associations en sciences et technologies de l’information de 2006 à début 2008. Impliqué dans le Réseau National des Technologies Logicielles (RNTL) dès sa création, il a été coordinateur du domaine 2 « Réseaux d’Information et de Connaissances » et des plates-formes du RNTL.
Il a rejoint l’ANR en 2006 en tant que responsable de plusieurs programmes de recherche, puis à partir de janvier 2009 comme responsable du département STIC. Expert auprès de la commission européenne, il a réalisé plus de cent publications et cinq ouvrages.

Remi Gribonval : mathématicien du son et de l’image

Thu, 22 Sep 2011 15:17:20 GMT

Cette année encore, quatre jeunes chercheurs d’Inria ont décroché une bourse du très sélectif Conseil européen de la recherche (ou European Research Council, ERC) pour mener pendant 5 ans une recherche exploratoire, avec un budget de 1 à 1,5 million d’euros. Parmi les lauréats : Remi Gribonval, membre de l’équipe-projet Metiss, au Centre INRIA Rennes Bretagne Atlantique. Son projet « Please» vise à développer de nouvelles méthodes de traitement de signaux avec des applications dans le domaine de l’audio et du biomedical.

Le cœur du projet Please est avant tout méthodologique. Il vise à explorer de nouvelles méthodes, à la frontière du traitement du signal et de l’apprentissage automatique, en utilisant des modèles parcimonieux des données. Des recherches fondamentales certes, mais qui auront également deux principales applications. « Nous testerons nos méthodes et modèles en audio et en biomédical», souligne Rémi Gribonval. « Jusqu’à présent », poursuit le mathématicien, « mes travaux concernaient surtout le domaine de l’audio. Please innove aujourd’hui en s’ouvrant plus largement vers le biomédical et notamment vers l’imagerie médicale, en s’appuyant sur les compétences d’équipes existantes d’Inria dans ce domaine. Nos recherches dans le champ de l’apprentissage automatique, pourraient déboucher par exemple sur la découverte automatique de biomarqueurs (structures spécifiques) à partir de collections d’images du cerveau (radiographies, IRM). Leur identification pourrait aider au diagnostic de certaines maladies neuro-dégénératives». Visionnaire, Rémi Gribonval ? Une chose est sûre : son programme ambitieux s’inscrit dans la droite ligne des travaux qu’il mène depuis plus de 10 ans au sein d’Inria sur le traitement des signaux, en utilisant pour cela, une approche novatrice exploitant la « parcimonie » des données.

« Développer des méthodes parcimonieuses pour décrire de manière concise une grande collection d’images et de son »

Ancien élève de l’école Normale Supérieure de Paris, Rémi Gribonval a d’abord préparé une thèse sur les applications mathématiques dans le domaine du son à l’Ecole Polytechnique et à l’IRCAM de 1995 à 1999. Pendant un an, à l’université de Caroline du Sud, il a ensuite travaillé sur les aspects théoriques des algorithmes développés pendant sa thèse. En post-doc, R Gribonval rejoint Inria… et y reste. Il s’intéresse déjà à la représentation parcimonieuse de données, qui s’avère décisive pour traiter de grands volumes de signaux et représenter des données de façon concise. « Certains algorithmes permettent de reconstruire des données manquantes à partir d’un jeu de données incomplet. Je l’ai démontré théoriquement et testé en pratique dans le domaine de l’audio ». Les contributions théoriques de Rémi Gribonval se sont révélées cruciales pour diffuser la notion de parcimonie en traitement de signal et d’image. Mais ses recherches ont également porté sur plusieurs applications. Ainsi, le projet collaboratif Small qu’il coordonne depuis 2 ans, financé par l’Union Européenne, a récemment débouché en matière d’imagerie médicale sur la mise au point de techniques d’échantillonnage compressé permettant d’acquérir des images de haute résolution avec des temps d’acquisition raccourcis. Des applications ont également été développées pour l’imagerie satellite radar, et l’astronomie. Dans la continuité, « Please s’appuiera sur les travaux de Small qui prendra fin l’année prochaine », rapporte R Gribonval. Très concrètement, « la bourse de 1,5 millions d’euros que je viens d’obtenir va nous permettre de recruter trois doctorants, trois post-doctorants et d’inviter des chercheurs à venir participer au projet ». Un succès pour R Gribonval qui souhaite initier une nouvelle dynamique dans son domaine scientifique.

Please : la parcimonie dans toutes ses dimensions
Signaux et images sont des données de très grandes dimensions - plusieurs millions de pixels par exemple. Pour les manipuler efficacement, la notion de parcimonie exploite le fait que ces données peuvent être considérées approximativement comme des combinaisons d’un petit nombre de formes de base (des atomes) tirées d’un dictionnaire. Cette approche traditionnelle de la parcimonie s’apparente à la construction d’objets de formes compliquées avec un petit nombre de blocs Lego simples. Alors que la parcimonie a profondément influencé le traitement du signal depuis 10 ans, « des résultats du projet Small nous ont permis d’identifier le potentiel de nouveaux modèles parcimonieux, dits à l’analyse, par opposition à l’approche traditionnelle à la synthèse», souligne R Gribonval. L’un des volets du projet Please est de développer et d’exploiter ces nouveaux modèles dont les liens avec certaines équations de la physique sont très prometteurs. L’autre grand volet du projet Please consistera à déployer des techniques de projection aléatoire pour l’apprentissage automatique. «En imagerie médicale (IRM) ou en radio-astronomie, les projections aléatoires ont permis de réduire les temps d’acquisition ou d’améliorer la qualité d’image. En compressant de grandes collections de données avec ces outils, Please permettra d’extraire plus efficacement l’information qu’elles contiennent ».

Erwan Faou : révéler les secrets mathématiques des lois de la physique

Fri, 9 Sep 2011 13:12:34 GMT

Si pour beaucoup les mathématiques restent un mystère, pour Ewan Faou, c’est du grand art, au même titre que la musique ou la peinture. « La recherche en mathématiques est un métier extraordinaire, au cours duquel on peut produire de très belles choses, s’enthousiasme t-il. Il faut beaucoup travailler, ça empêche de dormir parfois… mais c’est exaltant ! » Normalien (ENS Cachan Bretagne), agrégé de mathématiques, il a intégré en 2001 l’équipe Ipso (Inria Rennes - Bretagne Atlantique) pour inventer et analyser rigoureusement de nouvelles méthodes numériques, capables de simuler des phénomènes physiques tels que le repliement des protéines, l’évolution des planètes, ou les modélisations météorologiques, océanographiques, aéronautiques, etc.

« Les équations de la physique qui régissent ces phénomènes - comme celles de la mécanique quantique, de la dynamique moléculaire ou de la mécanique des fluides - sont très compliquées du point de vue mathématique, explique le chercheur. Nous utilisons la simulation numérique pour analyser les phénomènes physiques sous-jacents et finalement trouver des modèles numériques aussi proches que possible des modèles physiques. » La simulation peut ainsi remplacer de coûteuses expériences de laboratoire.

Avec son projet ERC, Erwan Faou veut convaincre les mathématiciens les plus théoriques que ces modèles numériques peuvent être considérés comme des modèles à part entière et non comme de simples outils d'approximation, qu’ils sont aussi importants que les équations traditionnelles de la physique. En les étudiant de la façon la plus poussée possible, avec tous les outils de l'analyse mathématique moderne, il compte aussi découvrir de nouveaux phénomènes physiques et mathématiques et améliorer les performances de ses algorithmes.

Les modèles numériques peuvent être considérés comme des modèles à part entière

« Je vais m'intéresser à l'approximation numérique de phénomènes physiques évoluant sur des temps longs, comme un système moléculaire, un condensat ou un plasma » précise t-il. Une tache particulièrement ardue du point de vue mathématique. Elle repose sur la reproduction des propriétés de ces équations (comme la conservation de l’énergie au cours du temps pour l'équation de Schrödinger en mécanique quantique) par des méthodes numériques baptisées intégrateurs géométriques (cf ci-dessous). « Pour les équations aux dérivées partielles comme l'équation des ondes, de la mécanique des fluides ou les équations faisant intervenir des termes aléatoires, l'élaboration et l'étude de ces intégrateurs géométriques reste encore balbutiante, reconnait-il… tandis que les applications sont gigantesques. »

Grâce à sa bourse, Erwan Faou pourra encadrer une équipe de doctorants et post-doctorants, et organiser des rencontres interdisciplinaires par exemple entre spécialistes de l’analyse numérique et mathématiciens purs, spécialistes des mathématiques probabilistes et déterministes.

De belles pistes à explorer, autant d’équations à disséquer, de démonstrations à discuter… pour ce véritable passionné de mathématiques tant théoriques qu’appliquées.

Des structures mathématiques incontournables

Que ce soit en mécanique classique ou en mécanique quantique, les équations de la physique possèdent généralement une structure mathématique dite Hamiltonienne ou symplectique. Elle détermine le comportement des solutions de ces équations pour des temps longs, des milliards d'années pour les planètes, une seconde pour une molécule. Depuis une trentaine d'années, il est acquis que les méthodes numériques préservant cette structure mathématique – au moyen d’intégrateurs symplectiques – permettent les meilleures simulations. Les physiciens (pour l’astronomie) et les chimistes (en dynamique moléculaire) les utilisent très largement. Ces intégrateurs commencent aussi à être appliqués en mécanique quantique et en mécanique des ondes. Tout ou presque reste néanmoins à faire en mécanique des fluides et des plasmas.

Lauréats 2011

Dans la catégorie "Jeunes chercheurs", Remi Gribonval (Metiss, Rennes), Andreas Enge (Lfant, Bordeaux), Xavier Rival (Abstraction, Rocquencourt), Erwan Faou (Ipso, Rennes) ont reçu une bourse qui leur permettra de constituer une équipe.

Fête de la science 2011 : le cerveau sous toutes ses coutures

Thu, 8 Sep 2011 11:46:57 GMT

L'équipe Visages du centre de recherche Inria Rennes - Bretagne Atlantique, en collaboration avec le CHU de Rennes, participera les 15 et 16 octobre au Village des sciences de Rennes, à l'occasion de la Fête de la science 2011. Petits et grands découvriront en leur compagnie notre cerveau sous toutes ses coutures.

Les chercheurs de l'équipe Visages vous proposent de partir à la découverte des dessous de votre cerveau. Ils vous expliqueront comment, à partir de techniques d'imagerie médicale, ils reconstituent en trois dimensions et étudient le cerveau humain actuel, mais aussi celui de nos ancêtres, grâce à son empreinte laissée sur les crânes fossilisés d'individus disparus depuis parfois plusieurs millions d'années.

La Fête de la science est l'occasion de fêter toutes les sciences et d'associer les chercheurs, enseignants, entreprises, musées, associations... pour partager avec tous les publics des démonstrations, expériences, animations, visites, conférences, jeux...
Le Village des sciences de Rennes est organisé par le centre de culture scientifique et technique, l'Espace des sciences.

Horaires: de 14h00 à 19h00

Un logiciel pour fouiller dans les grandes bases d'images

Wed, 24 Aug 2011 16:40:22 GMT

PQ Codes permet de comparer une image à des millions d'autres avec une rapidité inégalée. Sa performance résulte d'une nouvelle méthode pour estimer la similarité entre les descripteurs vectoriels, comme l'explique Hervé Jégou, chercheur Inria à l'origine de ces travaux.

“20 millisecondes.” C'est le temps nécessaire au système de recherche utilisant PQ Codes pour comparer et trouver une photo ou une vidéo qui ressemblerait à une autre dans une base de 10 millions de fichiers. Il ne s'agit pas ici de retrouver un document à l'aide de mots clés comme peut le faire un moteur de recherche textuel dans une photothèque. L'objectif est plutôt d'exploiter une représentation mathématique de l'image à base de descripteurs vectoriels capables de mettre en chiffres toutes les géométries d'un visuel. Ce qui ouvre la porte à de véritables comparaisons automatisées d'images à grande échelle. Les éditeurs audiovisuels demandent de tels outils, en particulier pour protéger leur catalogue des contrefaçons et autres piratages. Mais jusqu'à présent, le procédé exigeait des temps de calculs rédhibitoires.

C'est ce verrou qui vient de tomber grâce à la méthode mise au point par des chercheurs de l'équipe-projet Texmex. Présentée à la conférence CVPR 2011, pour de la recherche d’images, la technique est générique et s’applique à d’autres types de médias. Elle a d'ailleurs été utilisée avec succès pour indexer des bandes audio, à TRECvid, une compétition organisée par l'Institut américain de standardisation (Nist). La méthode a en outre été récemment ré-implémentée par l'École polytechnique fédérale de Zurich (ETHZ) ainsi que le laboratoire japonais KKDI R&D Lab.

À Rennes, dans le contexte du programme européen Quaero, le groupe Technicolor sera le premier industriel à tester en conditions réelles de production le logiciel né de ces travaux. Un chercheur Inria en disponibilité à Technicolor, Patrick Pérez, contribue d'ailleurs à ces recherches. “Photographies, vidéos ou sons, la technique de comparaison est indépendante du média, explique Hervé Jégou. Dès lors, elle s'applique à de multiples contextes. Elle peut intéresser aussi bien un Nokia qu'un Google. Nous avons effectué par exemple une démonstration en temps réel sur une base de 100 millions d'images, en lien avec Exalead", une filiale du groupe Dassault Systèmes.

Objectif : le milliard d'images

Comment expliquer de tels gains de temps ? “Nous partons d'un premier constat : dans le fond, cela ne sert à rien de représenter tous les points d'une image et de les comparer à tous ceux d'une autre. Gérer tous ces points ou stocker tous leurs descripteurs est impossible pour 1 milliard d’images, qui est la quantité d’images que nous souhaitons pouvoir traiter sur un serveur. Nous travaillons sur le compromis entre la précision de la recherche et la complexité. À titre d’illustration, nul besoin par exemple de connaître une position à la décimale près. La valeur arrondie suffit amplement. Selon le même principe, plusieurs valeurs peuvent être représentées par une seule valeur approximative. C’est ce que l’on appelle la quantification vectorielle. Elle constitue l’un des modules habituels de la compression. Dans notre cas, les techniques de compression sont utilisées pour approcher la description de l’image. Elles permettent de représenter l’image avec 20 octets, soit nettement moins que la taille d’un SMS (160 caractères).”

Toute la subtilité consiste ensuite à manipuler les objets directement dans le domaine compressé, ce qui apporte un gain de calcul considérable. “Si nous avons un vecteur sur un axe, nous le découpons par exemple en 10 tranches.” L'intérêt ? “Manipuler des segments de valeurs sans avoir à reconstruire explicitement le vecteur. Ainsi, nous effectuons les calculs de distance dans le domaine compressé. De cette façon, nous économisons une grande quantité d'opérations.” Et ce n'est pas tout : “Nous pouvons aussi convertir des milliers de vecteurs pour créer un super-vecteur. Certes, il est plus gros. Mais il nous épargne beaucoup de multiplications. La comparaison de deux images s'opère alors simplement à travers deux super-vecteurs.” La méthode s'avère intéressante si la vitesse prime sur la précision. Avec le gain de performance, “c'est maintenant l'affichage des résultats qui a du mal à suivre.”

Un logiciel qui accélère le mapping génétique

Wed, 24 Aug 2011 15:40:52 GMT

Développé par Symbiose, une équipe de recherche du centre Rennes - Bretagne Atlantique, GASSST permet de traiter rapidement l'information produite par les séquenceurs de dernière génération. L'outil vient d'intégrer la suite logicielle de GenomeQuest, une société américaine de bio-informatique. Rencontre avec Dominique Lavenier, chercheur à l'origine de ce nouvel outil au service des biologistes.

“Nous sommes dans l'ère NGS, le séquençage nouvelle génération. Les séquenceurs sont des machines capables de déchiffrer les textes des génomes. En simplifiant, en entrée, elles reçoivent une molécule d'ADN. En sortie, elles produisent des millions de petits textes sur un alphabet à 4 caractères : ATGC. Ces textes représentent l'information génétique mais fragmentée en une multitude de morceaux. Le logiciel que nous venons de concevoir dans l'équipe-projet Symbiose est un outil parmi bien d'autres pour le traitement de ces données bio-informatiques. Cette brique permet de comparer très efficacement ces millions de petits textes avec un texte de référence."

Mis au point il y a moins d'un an et disponible en open source sur la plate-forme Genouest, GASSST sert par exemple lorsque des biologistes comparent des souches différentes d'un même génome." En référent, ils disposent d'une souche connue, emmagasinée dans les banques de séquences. Après le séquençage d'une nouvelle souche, on prend donc ces millions de petits textes. On les re-positionne sur la référente. On regarde où cela correspond et où cela diffère. Entre deux souches d'une même espèce, cette différence ne présente parfois que de petites variations par endroit. Grâce à ce type de logiciel, on peut les détecter. De la même manière, l'outil peut détecter des variations entre un génome humain de référence et celui d'un patient et ainsi contribuer à l'étude des maladies rares.”

5 à 10 fois plus vite

GASSST vient aussi d'être intégré dans la suite d'applications commercialisée par GenomeQuest, une société leader de la recherche de bioséquences. “Je connais Jean-Jacques Codani, le directeur scientifique, de longue date. Je suis allé lui présenter nos travaux. Ils possédaient un logiciel de mapping équivalent. Mais ils ont souhaité tester le nôtre. L'intérêt est apparu tout de suite : le nouvel outil va 5 à 10 fois plus vite. Cette rapidité est extrêmement importante au regard du volume à traiter. La quantité de données double tous les six mois. A ce rythme, un traitement qui dure aujourd'hui une heure demandera une journée entière dans trois ans. Il y a donc un vrai enjeu économique.”

À la sortie des séquenceurs, GASSST est une brique logicielle qui permet de déduire des endroits de différentiations de données entre génomes.

D’où vient ce gain de performance? “De notre connaissance du hardware, explique Dominique Lavenier. Nous possédons cette expertise du matériel. Dans l'équipe, il nous arrive de produire nos propres cartes par exemple. Nous connaissons bien la structure des processeurs, ce qui permet de concevoir un logiciel qui épouse au plus près leurs spécificités. Nous faisons travailler à fond tous les cœurs. Une partie de la rapidité provient aussi de notre connaissance fine de la structure hiérarchique de la mémoire. Une autre, du fait que nous détournons le jeu d'instructions vectorielles de l'ordinateur. Prévues pour le traitement graphique, ces instructions permettent de gérer plusieurs pixels. Grâces à elles, nous traitons plusieurs caractères en même temps. Plutôt qu'une seule instruction par cycle, nous en faisons donc plusieurs.”

Autre avantage du logiciel : sa précision. “Quand on fait du mapping, soit on recherche exactement la même suite de caractères, soit on s'autorise par exemple une, deux ou trois erreurs entre la séquence référence et celle mise en regard. Dans ce mapping approché, les algorithmes sont beaucoup plus coûteux. Impossible aujourd'hui de se permettre une recherche exhaustive. On recourt à des heuristiques pour aller plus vite aux meilleurs endroits. Sauf que parfois... on rate ces suites de caractères. La précision se mesure sur le nombre d'endroits ratés. Là aussi, notre outil s'avère très bon par rapport aux autres. C'est également ce qui a motivé son intégration dans GenomeQuest.”

L'industriel ne s'est cependant pas contenté d'acquérir une licence commerciale. “Il a participé à la mise au point. Il a financé trois mois de développement pour un doctorant. Par ailleurs, l'entreprise a voulu tester sur de gros volumes et des données réelles. Cet échange a joué un rôle très bénéfique. Il nous a apporté un retour d'expérience immédiat pour effectuer du debugging et réaliser un produit réellement utilisable en conditions de production. Dans notre domaine, le contact avec l'utilisateur final est indispensable si on veut fabriquer les bons outils. Nous espérons d'ailleurs continuer à travailler avec GenomeQuest et structurer une collaboration forte sur d'autres problématiques. En bio-informatique, cela évolue très vite. Dans 5 ans, nous utiliserons probablement d'autres techniques.”

Roméo vers la robotique de service

Tue, 23 Aug 2011 14:59:40 GMT

Quinze laboratoires français de robotique remportent ensemble un appel à projets pour une aide publique à l'achat d'équipements d'excellence. Ils se partageront une dotation en matériel de 9 millions d'euros. Membre de ce réseau à Rennes, l'équipe-projet Lagadic prévoit d'acquérir un robot humanoïde Roméo afin d'en améliorer les fonctions visuelles. Explications avec François Chaumette, directeur de recherche à l'Inria Rennes - Bretagne Atlantique.

Equipex ? Un dispositif national pour stimuler la recherche française en aidant les laboratoires à acheter le matériel dont ils ont le plus besoin. Première enveloppe: 340 millions d'euros. En lice : 336 candidatures, toutes disciplines confondues. Au final: 52 projets retenus dont Robotex, une proposition déposée conjointement par 15 laboratoires qui constituent la colonne vertébrale de la robotique française.
“Ces équipes sont reconnues pour leurs travaux. Mais c'est aussi parce que nous nous sommes rassemblés afin de présenter une candidature commune que nous avons été retenus, analyse François Chaumette. Notre communauté travaille d'ailleurs déjà beaucoup en réseau via un groupement de recherche, le GDR Robotique. La proposition Robotex s'est structurée autour de cinq thèmes : robotique humanoïde, robotique médicale, robotique mobile, micro/nanorobotique et robotique de production. Tous les grands domaines s'y retrouvent à l'exception de quelques spécialités dans lesquelles peu de laboratoires français sont impliqués.”

Arrivée en 2012

À Rennes, la dotation va permettre à l'équipe-projet Lagadic d'acquérir un Roméo courant 2012. Cet humanoïde mesure 1,40 m de haut. Son prototype est en cours d'achèvement chez Aldebaran Robotics, une PME parisienne à qui l'on doit déjà le petit Nao. À quoi va servir le nouveau modèle ? “À tester nos algorithmes, explique François Chaumette. Nous sommes spécialisés dans la vision robotique. À partir de traitements d'images, des commandes seront envoyées vers les moteurs pour bouger la tête, les bras et les jambes. En pratique, ce que nous avons fait jusqu'à présent recouvre soit la manipulation, soit la navigation. Mais pas les deux ensemble. Nous considérons par exemple d'un côté des bras manipulateurs à base fixe sur une chaîne d'assemblage, et de l'autre des véhicules telle la voiture électrique CyCab, dans le but de les faire se déplacer de façon autonome. Séparément, ces deux univers représentent déjà beaucoup de sujets de recherche. Mais désormais nous pensons que les techniques que nous avons développées sont assez matures pour pouvoir conjuguer les deux aspects. Roméo est la plate-forme qui va nous permettre d'associer ces deux fonctions sur une seule et même machine.”
Les algorithmes développés à Rennes, vont ainsi améliorer les capacités de l'androïde à se mouvoir tout en transportant des objets. À l'aide de ses yeux-caméras, “il devra repérer visuellement le bon objet sur une table, le saisir, trouver la porte de sortie, s'engager dans le couloir, tourner à gauche ou à droite, contourner un obstacle et entrer dans une autre pièce. Cela va apporter de nouveaux sujets de recherche que nous n'avons pas encore abordés.”

Un système à fonctionnalités fortes

En robotique humanoïde, dans le cadre de Robotex, deux autres laboratoires ont également choisi d'acquérir un Roméo. “À Nantes, les chercheurs travaillent sur les aspects mécaniques et la marche. À Toulouse, ils étudient la planification des tâches quand il s'agit d'entreprendre des choses complexes. Par exemple, le déplacement du centre de gravité quand le robot se lève. À terme, nous souhaitons regrouper tous ces travaux et constituer un système cohérent à fonctionnalités fortes.”
Autant d'innovations qui pourront ensuite engendrer des transferts de technologie. La conception actuelle de Roméo a d'ailleurs déjà donné lieu à une collaboration entre l'Inria à Grenoble et Aldebaran Robotics. Au final, le constructeur espère faire de son produit un outil au service des personnes en perte d’autonomie. “Quelle place trouveront vraiment ces robots dans nos vies ? On verra bien. La réponse n'émergera sans doute pas avant 20 ans et je ne me sens pas particulièrement compétent pour le prédire. C'est aussi l'affaire des ergonomes, des psychologues et des sociologues. Il existe des différences de perception en fonction des cultures. Par exemple, les Japonais sont en général très friands de robots à leur image. L'acceptation sera peut-être différente dans nos sociétés. Quoi qu'il en soit, rien ne remplacera jamais un être humain.”

Prix de la thèse AFCP 2010 pour Gwénolé Lecorvé

Tue, 5 Jul 2011 11:48:46 GMT

Gwénolé Lecorvé, ancien doctorant au sein de l’équipe de recherche Texmex, vient de recevoir le prix AFCP 2010 pour sa thèse portant sur un système de reconnaissance automatique de la parole. Entretien avec un passionné de recherche.

Qu’est-ce qui vous a amené à vous intéresser au domaine de la recherche en informatique ?

Gwénolé Lecorvé : Après mon bac en 2002, je pensais déjà à la possibilité de faire de la recherche, sans néanmoins vraiment savoir à l'époque en quoi cela consistait précisément. Aussi, après un DEUG Math-Info à l'Université de Bretagne Sud, à Lorient, j'ai rejoint le cycle ingénieur en informatique de l'INSA de Rennes en 2004 et y ai suivi en 2007 les cours du Master 2 « Recherche en informatique ». Cela m'a permis de découvrir les problématiques liées au traitement de documents multimédias, thématique abordée par l'équipe TexMex du centre Inria Rennes – Bretagne Atlantique. J'ai alors effectué un stage de recherche au sein de cette équipe sous la direction de Pascale Sébillot et Guillaume Gravier, sur un sujet de reconnaissance automatique de la parole et de traitement automatique des langues. L'expérience s'est avérée enrichissante et j'ai poursuivi l'aventure avec eux à travers une thèse que j'ai soutenue en novembre 2010. Depuis, j'ai rejoint l'IDIAP, en Suisse, en tant que chercheur post-doctoral.

Vous venez d'obtenir le prix AFCP 2010 pour la thèse que vous avez réalisée au sein de l'équipe-projet Texmex. Pouvez-nous raconter ces trois années de doctorat ?

Gwénolé Lecorvé : Mon sujet de thèse a porté sur le domaine de la reconnaissance automatique de la parole, c'est-à-dire la transposition en texte d'un signal sonore contenant de la parole. L'une des faiblesses des systèmes actuels chargés d'effectuer cette tâche est qu'ils ne prennent pas en compte les spécificités des documents audio à transcrire. Notamment, les systèmes de reconnaissance ne sont pas capables de deviner le sujet abordé par un document audio et d'en déduire que certains mots et expressions propres à ce sujet risquent d'être prononcés avec une plus grande probabilité. Par analogie, on peut comparer cette situation à celle où l'on devrait essayer de comprendre ce que dit une personne parlant une langue étrangère que l'on ne maîtrise pas vraiment, sans même connaître le thème dont il est question... Typiquement, ce manque de connaissances conduit le système à produire des erreurs de transcription, notamment sur des mots importants pour la compréhension du document audio. Durant ces 3 années de thèse, mon objectif a alors été de trouver des solutions pour caractériser automatiquement le thème abordé par un document à transcrire, découvrir les spécificités linguistiques de ce thème et pour les prendre en compte au sein du cadre probabiliste d'un système de reconnaissance de la parole. Au terme de ce travail, j'ai montré que l'ensemble de ces étapes sont réalisables automatiquement, c'est-à-dire sans intervention humaine, et qu'elles conduisent à des transcriptions automatiques de meilleure qualité.

Aujourd'hui heureux lauréat de ce prix, comment voyez-vous la suite de votre carrière ?

Gwénolé Lecorvé : J’ai eu la chance de découvrir de nombreux domaines et problèmes de recherche au sein de l'équipe TexMex du centre Inria. Ceci a suscité en moi une double volonté pour la suite de ma carrière : continuer à faire de la recherche et rester en contact avec le milieu académique car je pense que c'est là que les idées nouvelles ont le plus de chance de s'exprimer. En parallèle de l'activité de recherche en elle-même, j'ai également eu l'heureuse opportunité d'enseigner. Aussi, sans être complètement fixé sur mon avenir, j'aimerais principalement m'orienter vers un poste de chargé de recherche ou de maître de conférences.

La thèse de Gwénolé Lecorvé, intitulée "Adaptation thématique non supervisée d'un système de reconnaissance automatique de la parole" a été effectuée sous la direction de Pascale Sébillot, professeur à l'INSA de Rennes et Guillaume Gravier, chercheur CNRS au sein de l'équipe de recherche Texmex, commune à l'unité mixte de recherche IRISA et à Inria.

Anne-Marie Kermarrec lauréate 2011 du prix Michel Montpetit

Thu, 9 Jun 2011 12:14:11 GMT

Anne Marie Kermarrec, directrice de recherche Inria, responsable du projet ERC Gossple et de l'équipe rennaise ASAP, est lauréate 2011 du prix Michel Montpetit. Décerné par l'Académie des sciences, ce prix récompense tous ses travaux de recherche en systèmes distribués. Entretien.

Racontez-nous votre parcours ?

A-M. Kermarrec : Après une thèse à l'Université de Rennes 1 dans le domaine de la tolérance aux fautes dans les systèmes distribués, j'ai passé un an de postdoctorat à Amsterdam dans l'équipe du professeur Andy Tanenbaum. C'est là que j'ai commencé à m'intéresser aux systèmes large échelle. Revenue à Rennes en tant que maître de conférences en 1997, j'ai rejoint en 2000 le laboratoire de Microsoft Research à Cambridge en Grande-Bretagne, où j'ai été chercheur pendant quatre ans. J'ai alors tourné mon attention vers les systèmes pair à pair et les algorithmiques épidémiques sur lesquels je travaille encore aujourd'hui. J'ai intégré l'Inria en 2004 et constitué l'équipe de recherche ASAP sur les systèmes large-échelle dynamiques en 2006. En 2008, j'ai obtenu un projet Starting Grant de l'ERC.

Au sein de l'équipe-projet ASAP, sur quoi portent vos travaux de recherche ?

A-M. Kermarrec : Je m'intéresse aux systèmes entièrement distribués et plus récemment à l'Internet du futur et aux nouvelles fonctionnalités du Web. La face du Web a singulièrement évoluée récemment, en particulier due à deux facteurs concomitants : la prolifération de contenus générés par les utilisateurs eux-mêmes qui deviennent des acteurs majeurs du Web, de son évolution et de son utilisation mais également l'explosion des réseaux sociaux. Dans ASAP, nous défendons l'idée que le besoin de personnalisation devient essentiel à la fois pour filtrer et rechercher efficacement la masse d'informations disponibles sur le Web. Personnaliser ces fonctionnalités nécessite de maintenir un grand nombre d'informations personnelles par utilisateur et engendre deux problèmes potentiels : le passage à l'échelle et le respect des données privées. Dans le cadre du projet ERC GOSSPLE, nous nous efforçons de répondre à ces questions en proposant des algorithmes entièrement distribués, épidémiques, permettant de créer de nouvelles formes de réseaux sociaux et de personnaliser la navigation web sans entité centrale aucune.

Quelles sont vos perspectives de recherche pour les années à venir ?

A-M. Kermarrec : Le Web est à un tournant et son utilisation a évoluée de manière radicale et inattendue. Je suis convaincue qu'il est aujourd'hui essentiel de repenser les algorithmes de navigation du Web en prenant les utilisateurs et leurs caractéristiques propres en compte. Il me semble que l'on s'éloigne des recherches exactes et que personne aujourd'hui ne vise l'exhaustivité dans sa navigation sur Internet, mais davantage la précision. Ceci associé aux besoins croissants de sécurité et de confidentialité, ouvre de nombreuses perspectives de recherche au carrefour de nombreux domaines de l'informatique.

Rémi Gribonval récompensé par l’Académie des sciences

Fri, 13 May 2011 17:21:59 GMT

Rémi Gribonval, directeur de recherche Inria au sein de l’équipe rennaise METISS, est lauréat 2011 du prix Blaise Pascal du Gamni-Smai. Décerné par l’Académie des sciences, ce prix récompense ainsi tous ses travaux de recherche mathématiques sur la notion de parcimonie. Rencontre.

Pouvez-vous nous raconter votre parcours ?

Rémi Gribonval : Après l’obtention de mon baccalauréat, j’ai suivi une formation de mathématiques à l’École Normale Supérieure (ENS) de Paris. Assez tôt, je me suis intéressé aux interactions entre le son et les mathématiques. J’ai donc effectué ma thèse sur les aspects combinant les mathématiques et le traitement du son, conjointement avec l’École Polytechnique et l’IRCAM. Une fois celle-ci obtenue en 1999, je suis parti pendant un an en post-doctorat aux Etats-Unis, à l’Université de Caroline du sud, un des hauts lieux de la recherche en théorie de l’approximation. Là-bas, je me suis intéressé aux aspects théoriques des algorithmes que j’avais développés pendant ma thèse. Puis en décembre 2000, j’ai intégré Inria comme chargé de recherche au sein de l’équipe Sigma2 à Rennes pour participer à la création de l’équipe Metiss avec Frédéric Bimbot. Enfin en 2009, je suis devenu directeur de recherche.

Au sein de l’équipe-projet Metiss, quels sont vos travaux de recherche ?

Rémi Gribonval : J’étudie et j’exploite la notion de parcimonie en traitement du signal et des données. En effet, les données que nous manipulons aujourd’hui sont de très grande dimension et la parcimonie leur permet d’être approximativement décrites avec peu de paramètres. Mes travaux trouvent une application directe dans la séparation des sources sonores, comme par exemple, l’extraction du son de chacun des instruments d’un enregistrement. Mes résultats théoriques et algorithmiques ont également des applications indirectes dans le domaine de l’imagerie médicale, de la biologie et de l’astronomie. En effet, grâce à la parcimonie des données, nous pouvons réduire la durée d’exposition d’un patient aux rayons X lors d’un examen IRM ou encore observer plus longuement des échantillons cellulaires, sans risque de dégradation, sous microscopie à fluorescence. Un certain nombre de ces applications sont aujourd’hui développées dans le cadre du projet européen SMALL que je coordonne et du projet ANR ECHANGE.

Quelles sont vos perspectives de recherche pour l’avenir ?

Rémi Gribonval : La parcimonie a été l’occasion d’identifier le rôle important des matrices aléatoires de grandes dimensions dans le traitement du signal. Tout un champ de recherche s’ouvre aujourd’hui pour l’exploitation de ces matrices dans le domaine du Machine Learning. Cet apprentissage automatique permet la mise en place de tâches de haut niveau comme par exemple, la reconnaissance automatique pour l’aide au diagnostic à partir d’images médicales. Je souhaiterais développer les exploitations possibles de la notion de parcimonie au-delà du traitement du signal, notamment dans le domaine du Machine Learning, et ainsi explorer de nouvelles approches.

Un cloud pour comparer nos gènes aux images du cerveau

Tue, 19 Apr 2011 16:05:40 GMT

Collaboration entre deux équipes d'Inria et Microsoft, le projet A-Brain va permettre de comparer efficacement d'énormes volumes de données médicales en utilisant les dernières évolutions en calcul parallèle. Explications avec Gabriel Antoniu, chercheur Inria responsable de l'équipe KerData, au centre de recherche Inria Rennes - Bretagne Atlantique.

La neuro-imagerie contribue au diagnostic de certaines maladies du système nerveux. Mais nos cerveaux s'avèrent tous un peu différents les uns des autres. Cette variabilité complique l'interprétation médicale. D'où l'idée de corréler les vues du cerveaux et le patrimoine génétique de chaque patient afin de mieux délimiter les régions cérébrales qui présentent un intérêt symptomatique. Ce croisement statistique des informations visuelles et génétiques est une spécialité de Parietal. Basée à Saclay, cette équipe de recherche exploite en particulier les images IRM haute définition produites par la plate-forme Neurospin du CEA.

Problème pour ces chercheurs : la masse d'informations à traiter. Le CV génétique d'un individu comporte environ un million de données. À cela s'ajoutent des volumes tout aussi colossaux de voxels pour décrire les images. Un ‘data deluge’ comme disent les Américains. La comparaison de ces données entre elles représente la bagatelle de 1015 tests pour chaque patient. Le recours au calcul parallèle s'impose donc comme une évidence pour venir à bout de cette inflation de calcul. Et c'est là que KerData entre en jeu.

Comme l'explique Gabriel Antoniu, son responsable, cette équipe de recherche rennaise a développé “des mécanismes de stockage efficaces pour améliorer l'accès à ces données massives et optimiser leur traitement. Nos développements permettent de répondre aux besoins applicatifs de nos collègues de Saclay.” Troisième élément de ce tryptique : Azure, le service de cloud computing de Microsoft. Lancé en 2009, il s'appuie sur des milliers de serveurs installés en batterie dans plusieurs data-centers, dont un à Dublin.

Partenariat Inria-Microsoft

Baptisé A-Brain, cette nouvelle collaboration entre le géant américain et Inria s'inscrit dans le prolongement d'un partenariat plus large qui s'est concrétisé, entre autres, par la création en 2007 d'un laboratoire de recherche commun à Orsay. “Le nouveau projet court sur deux ans. Chaque année, pour nos travaux, Microsoft met à notre disposition deux millions d'heures de calcul et dix teraoctets d'espace de stockage sur sa plate-forme cloud Azure. De notre côté, à Rennes, nous prévoyons d'embaucher prochainement un ingénieur. Pour l'équipe KerData, c'est l'opportunité de valoriser nos développements dans un contexte applicatif concret. C'est aussi l'occasion de démontrer la pertinence de notre technologie sur une infrastructure qui, cette fois-ci, n'est plus un réseau de recherche académique, mais un cloud destiné aux entreprises.”
Le choix technologique de KerData s'appuie sur le modèle de programmation Map-Reduce qui est une façon d'écrire des applications dans l'optique d'un traitement massif en parallèle. “On peut le voir comme un système double filtrage permettant à la fois d'extraire uniquement les données intéressantes en sortie [Map] et d'agréger ensuite ces informations pertinentes [Reduce]. Il s'agit d'un modèle abstrait. Mais encore faut-il disposer d'un environnement capable de l'exécuter rapidement en optimisant le calcul parallèle pour ces deux filtrages successifs.”

Plate-forme BlobSeer

C'est précisément pour répondre à ce besoin, que les chercheurs de KerData ont élaboré BlobSeer. “Notre plate-forme logicielle combine trois techniques pour le stockage de données distribuées, la gestion décentralisée de méta-données et un contrôle d'accès aux données orienté sur le versioning.” Elle apporte la couche basse permettant de faire la couture entre l’environnement de programmation Map Reduce et l'infrastructure de cloud.
Au niveau applicatif, ces recherches vont permettre aux neurologues de conduire des expériences à grande échelle sur des bases gigantesques. Elles pourraient faciliter la découverte d'interactions entre certains gènes et certaines différences du fonctionnement ou de la forme du cerveau.

Mais l'histoire ne s'arrête pas là. Des liens se sont aussi tissés entre l'équipe de Rennes et le centre de recherche Microsoft de Cambridge, en Grande-Bretagne. “Nos travaux les intéressent. En particulier justement BlobSeer, notre gestionnaire de stockage de données à accès massivement concurrentiel sur cloud. En terme de rapidité d'exécution, notre technologie est actuellement 30% plus performante que Hadoop, la solution open source utilisée par exemple par Yahoo. Nous envisageons un nouveau projet collaboratif. Un de nos objectifs est de passer à du parallélisme multi data-center. Nous utiliserons donc des machines qui ne se situeront donc non plus à un seul endroit mais dans différentes fermes serveurs.”

Coopération franco-chilienne en bio-informatique

Thu, 14 Apr 2011 11:24:59 GMT

En créant une équipe associée à l'international, le Centre de modélisation mathématique (CMM-U du Chili) de Santiago et Inria Rennes - Bretagne Atlantique vont travailler ensemble pour mieux appréhender, d’un point de vue de la modélisation, les réseaux qui régulent certaines bactéries bio-minières. Rencontre avec Alejandro Maass, directeur du laboratoire chilien de bio-informatique et mathématique du génome au CMM.

Quel est le profil du Centre de modélisation mathématique de Santiago ?

Le CMM existe depuis un peu plus de 10 ans. Il a été créé durant le premier programme de centres d'excellence regroupant, au Chili, des chercheurs universitaires sur des thématiques spécifiques. Nous avons présenté un projet pour un centre servant de pont entre la recherche fondamentale en mathématique et ses applications, et qui réponde aux problèmes de la société chilienne. Cela dans divers champs d'action : sciences sociales, sciences de la vie, sciences de l'ingénieur... Pour avancer dans des applications, le CMM est structuré en différents « laboratoires» de taille assez semblable aux équipes-projets d'Inria.

Comment en êtes-vous arrivé à collaborer avec Symbiose, équipe de bio-informatique à Rennes ?

Je travaille en recherche mathématique sur les systèmes dynamiques et la théorie ergodique. Il s'agit d'étudier l'évolution des systèmes avec une perspective probabiliste. C'est très lié aussi à la dynamique symbolique, qui étudie l’évolution de systèmes discrétisés. Voilà pour la partie théorique. Progressivement, depuis une dizaine d’années, nous avons été amenés à collaborer dans des aspects de modélisation avec des biologistes et des spécialistes en biotechnologie, à nous intéresser à l'interface entre mathématiques et biologie.

D'où l'idée de créer un laboratoire au sein du CMM ?

Oui. Le Laboratoire de bio-informatique et de mathématique du génome. Il a été fondé il y a sept ans. Il s'agissait de contribuer à résoudre les problèmes locaux. En particulier, aider (sur les aspects de modélisation et d'analyse de données) le programme biotechnologique en biolixiviation du cuivre issu de l’initiative Genome-Chili.

De quoi s'agit-il ?

Que ce soit dans le désert d'Atacama ou au fond de la mer en face de Roscoff, il existe des formes de vie bizarre qui, à des moments donnés, ont évolué pour survivre. Dans les mines, c'est pareil. Il y a plus de 50 ans, des chimistes et des biologistes se sont rendus compte que des bactéries aident au processus de transformation de la roche en cuivre.

Et elles intéressent la filière minière ?

Oui. Il y a 8 ans, le Chili a lancé un programme génomique. Un des aspects a concerné la création de Biosigma, une entreprise biotechnologique qui entreprend un gros projet de recherche en biolixiviation. Leur objectif n'est pas de se limiter à la recherche fondamentale sur la relation bactéries-minéraux, mais de rapprocher cette recherche le plus possible de la production, donc de la mine. Bâtir ce pont est long, très cher, complexe et cela requiert beaucoup d'ingénierie. Voilà pour l'ambition.
Dans le cadre d'un appel d'offres, nous avons donc monté notre laboratoire de bio-informatique pour aider cette filière minière à effectuer les analyses in silico de l'information génomique. Avant d'y répondre, nous avons visité divers centres de recherche en France. Nous avons rencontré des chercheurs à Paris, Dijon, Lyon, Grenoble, Marseille. Nous souhaitions créer un laboratoire qui puisse suivre l’expérience émergeant en France et la transposer en tenant compte des contraintes chiliennes.

Et maintenant une équipe associée : IntegrativeBioChile.

Le projet d'équipe associée avec Symbiose, à Rennes, marque cette étape de rapprochement qui se traduit par un programme de collaboration de nos équipes financé pour Inria et le Conicyt (conseil chilien pour la science et la technologie). Ce dispositif facilite déjà des visites de chercheurs, chaque année.

Quel objectif fixez-vous à cette équipe ?

Un premier objectif très concret est d’utiliser et faire évoluer nos méthodes et celles développées par Symbiose pour contribuer à la formulation des réseaux de régulation des bactéries bio-minières. Être capables, d'ici deux ou trois ans, de produire sur ces données concernant certaines bactéries du cuivre (et je pourrais élargir en disant les bactéries sauvages ou les systèmes inconnus), des résultats sur la régulation transcriptomique. Nous souhaitons, dans le futur, être capables de traiter toutes ces données singulières auxquelles, au Chili, notre laboratoire a un accès privilégié : bactéries extrêmophiles, échantillons méta-génomiques du désert... Voilà l'objectif. Nous cherchons aussi à diffuser ces outils bio-informatiques. Au fil des visites, nous sommes parvenus à formuler un plan de travail où nos caractéristiques respectives se rapprochent bien. Il y a des perspectives méthodologiques : mélanger nos expertises plus probabilistes avec les expertises plus informatiques de Symbiose pour essayer de faire évoluer les outils créés à Rennes et Santiago, voire en imaginer d'autres.

Ubi-Quitus contrôle la circulation des objets en zone sensible

Thu, 14 Apr 2011 10:16:06 GMT

Start-up issue des recherches d'Inria à Rennes, SenseYou décroche son premier contrat de sécurisation dans un aéroport. L'entreprise développe une approche innovante pour garantir l'affectation d'objets physiques à leur porteur.

Une panoplie d'outils s'aligne sur le bureau de Mathieu Bécus. Des clés à molette, des marteaux et des tournevis... qui n'ont jamais servi. “C'est juste pour tester, explique l'ingénieur informatique et gérant de SenseYou. Chacun des objets reçoit une puce RFID. Il en va de même pour le badge du porteur légitime des outils. À partir de ces radio-étiquettes, nous réalisons un double couplage : entre les outils eux-mêmes d'abord, puis entre l'ensemble de ces pièces et la personne qui les transporte.” Cette association entre la personne et le lot d'objets devient ainsi, en elle-même, le laissez-passer qui autorise le porteur à circuler dans le périmètre balisé par les portiques de détection.

Née des travaux de recherche en informatique diffuse de l'équipe-projet Aces, au centre Inria Rennes - Bretagne Atlantique, la jeune entreprise vient de signer un contrat pour équiper une des zones sensibles de l'aéroport de Genève-Cointrin. Cette grande ruche au coeur de l'Europe voit passer 12 millions de passagers par an et compte 8 500 postes de travail. “Mais la technologie peut s'appliquer à bien d'autres sites sécurisés : complexes industriels, usines chimiques, centrales nucléaires, hôpitaux, chantiers de BTP, installations militaires...”

“Le laissez-passer est constitué par le couplage informatique entre le porteur et un lot d'objets. Ces objets sont eux-mêmes couplés entre eux.” Mathieu Bécus.

Une fois le couplage effectué, "un simple portique ou un vigile muni d'un terminal de contrôle mobile peut instantanément vérifier si le porteur transporte bien les objets qui lui sont associés." Impossible de sortir indûment des outils du lieu de travail ou de les introduire dans un secteur non autorisé. Impossible aussi de transporter ces outils si l'on n'en est pas l'utilisateur légitime. Selon le même principe, si un ouvrier oublie une partie de son matériel derrière lui, le portique de sortie fait remarquer que le lot n'est pas complet ou prévient qui de droit. En outre, si le porteur est chargé d'effectuer une livraison des objets, une deuxième signature numérique vient en complément pour authentifier le seul destinataire autorisé. Afin d'éviter l'usurpation d'identité, le couplage peut par ailleurs intégrer les données biométriques éventuellement présentes dans les badges des personnes.

Déploiement sur les portiques existants

Baptisée Ubi-Quitus, cette solution purement logicielle se déploie sur les équipements de détection les plus courants du marché. “Elle ne demande aucun développement applicatif supplémentaire, explique Mathieu Bécus. Toutes les informations, toutes les associations définies sont entreposées directement sur les puces. De ce fait, nous ne sommes pas contraints d'utiliser des bases de données” avec ce que cela pourrait impliquer de lourdeurs techniques. Les réseaux de communications, eux aussi, sont réduits au minimum. SenseYou utilise ici le protocole RFID UHF 860MHz qui permet de lire des radio-étiquettes à quelques mètres. Mais la technologie demeure indépendante de cette norme. Elle peut recourir à d'autres systèmes de communications sans fil. Son aspect très générique permet d'ailleurs à l'entreprise d'envisager des déclinaisons dans bien d'autres domaines où l'homme se trouve en interaction avec des objets.

La recette des crêpes virtuelles : scientifique et ludique

Tue, 12 Apr 2011 17:10:02 GMT

En réalisant un outil de simulation pour s'entraîner à faire des crêpes, des chercheurs rennais améliorent la gestion du retour de force quand des liquides sont impliqués dans le scénario. Ces innovations intéressent tout autant l'univers du jeu vidéo que les fabricants de simulateurs médicaux. Détail de la recette avec Anatole Lécuyer, chercheur Inria au centre Rennes - Bretagne Atlantique.

Pour l'apprenti-crêpier, l'expérience consiste à empoigner deux bras haptiques reliés à l'ordinateur. Le premier, à gauche, commande la bolée qui, sur l'écran, va plonger dans la casserole pour recueillir la bonne quantité de pâte, puis la verser dans la poêle. À droite, le second bras commande la poêle qu'il faudra virtuellement secouer pour retourner la crêpe. Bonne chance et bienvenue dans la Virtual Crepe Factory. À chaque manipulation, l'utilisateur ressent physiquement le poids et l'inertie des objets qu'il manipule sur l'écran. Quand il remplit la bolée, elle s'alourdit. Quand il l'incline, il sent le poids de la pâte se déplacer et contraindre son poignet à se tendre. De la même façon, quand le crêpier verse la pâte, l'ustensile donne l'impression de s'alléger. La force exercée sur la main diminue au fur et à mesure.

Une affaire de calcul

“Cette démonstration ludique nous sert en fait à présenter les travaux que nous effectuons sur les interfaces à retour de force, résume Anatole Lécuyer. Notre objectif est d'améliorer la modélisation de ce retour dans un contexte très complexe puisque le composant est un liquide.” Ici, tout est donc affaire de calcul. “Nous combinons en fait deux innovations. Tout d'abord, il s'agit d'un algorithme temps réel. Une partie du calcul est déportée sur le processeur graphique, le GPU, afin de gagner en rapidité d'exécution. Ce temps réel est évidemment essentiel pour assurer une simulation réaliste. Deuxièmement, nous proposons un nouvel algorithme de rendu haptique qui permet une restitution des sensations du retour de force quand on manipule des liquides.”
Pour parvenir à ce résultat, ces chercheurs rennais ont proposé un modèle unifié basé sur des particules qui régit le comportement du liquide. Le liquide est donc modélisé par des particules élémentaires, des petites billes se déplaçant au gré des actions. “Ce modèle nous permet aussi d'attribuer différents niveaux de viscosité.” Hydrocarbures, eau de mer, pâte à crêpe. Tous les scénarios deviennent possibles. “Ce qui nous intéressait avec la démonstration culinaire, c'est qu'elle met les deux mains en action. Et cela, simultanément. Chaque bras haptique offre six degrés de liberté. Trois en translation : haut-bas, avant-arrière, gauche-droite. Trois également en rotation : cap, tangage, roulis. Les deux interfaces contraignent donc 12 types de mouvement possibles des outils virtuels manipulés. Tout cela augmente grandement la complexité du calcul pour restituer, en temps réel, ces forces d'interaction via l'interface.”

Des perspectives alléchantes

Les nouveaux algorithmes ouvrent d'alléchantes perspectives dans le jeu vidéo, en particulier pour recréer des univers aquatiques. Cependant, les chercheurs ont aussi d'autres applications en tête. "On peut imaginer, par exemple, améliorer la simulation chirurgicale avant une opération en intégrant les fluides corporels dans les "patients virtuels". En particulier dans des organes où l'on rencontre du sang en pression. Il y a aussi des débouchés possibles pour les outils de formation utilisés dans l'industrie. Par exemple pour manipuler des produits dangereux.” Ces travaux ont été présentés à la communauté scientifique lors de la conférence sur la réalité virtuelle organisée par l'IEEE à Singapour.

Le Labex COMIN Labs retenu

Tue, 12 Apr 2011 11:02:07 GMT

Le Premier ministre François Fillon a présenté, fin mars, à Matignon la liste des lauréats de l’appel à projets « Laboratoires d’excellence » (ou Labex). Deux projets des PRES Université Nantes, Angers, Le Mans (UNAM) et Université Européenne de Bretagne (UEB), portés par ce dernier, ont été retenus. L'un d'entre eux est le labex COMIN Labs "COMmunication and INFormation sciences Laboratories" dont la coordination scientifique est assurée par l’Inria Rennes Bretagne Atlantique.

Rassemblant 1100 chercheurs dont plus de 500 permanents entre la Bretagne et Nantes, ce projet de laboratoire d'excellence sur les Sciences et Technologies de l'Information et de la Communication (STIC) se propose de renforcer la visibilité internationale de ce domaine sur les deux régions.

La dynamique scientifique repose sur trois axes : des projets disciplinaires issus des laboratoires de très haut niveau scientifique, quatre projets de recherche transdisciplinaires (Codage neural, STIC et efficacité énergétique, Réseaux sociaux, Sécurité et vie
privée dans les STIC) et trois grands défis (environnements numériques pour le citoyen, images et media numérique du futur, STIC pour la médecine personnalisée).
Un volet formation est proposé selon quatre axes : internationalisation, interdisciplinarité, fonctionnement en réseau et promotion de l'entrepreneuriat et des relations avec le monde économique.

Lancement du projet de recherche KORIPLAST

Mon, 28 Mar 2011 18:07:30 GMT

Mettre en œuvre des solutions logicielles innovantes dans le contexte du séquençage de nouvelle génération en général, tel est l'objectif du projet de recherche collaboratif KORIPLAST, porté par l'entreprise Korilog et l'équipe de recherche Symbiose du centre Inria Rennes - Bretagne Atlantique.

La Région Bretagne a donné son accord pour le financement du projet KORIPLAST d’une durée de 18 mois, accompagné par le CRITT Santé Bretagne, dans le cadre du Programme collaboratif de recherche. Porté par l’entreprise Korilog et en partenariat avec l’équipe Symbiose du centre Inria Rennes – Bretagne Atlantique, le projet KoriPlast a pour objet de mettre en œuvre des solutions logicielles innovantes dans le contexte du séquençage de nouvelle génération en général, et de la métagénomique (analyse fonctionnelle à grande échelle) en particulier.

Korilog

Cette société de bioinformatique est spécialisée dans la conception et la réalisation de logiciels permettant aux chercheurs d’exploiter efficacement des systèmes d’informations biologiques hétérogènes en génomique et en protéomique. Elle propose une plate-forme graphique, KorilBlast, à destination des laboratoires et des centres de recherches publics et privés. Les applications de KoriBlast couvrent un large spectre et concernent, notamment, l’étude de la fonction des gènes et protéines, l’examen détaillé de sites fonctionnels (depuis la séquence jusqu’à la structure 3D), l’analyse de mutations dans les séquences, l’étude de la diversité taxonomique et fonctionnelle d’échantillons.

Symbiose

Cette équipe de recherche Inria commune avec l’IRISA,s'intéresse au domaine de la bioinformatique. Ses activités de recherche, principalement axées sur l’analyse à grande échelle des données génomiques, couvrent la modélisation des réseaux géniques, la découverte et l’analyse de structures dans les génomes, le traitement intensif des données génomiques, la métagénomique et la bioinformatique structurale.

Prix d’excellence ENS-Inria édition 2011

Wed, 23 Mar 2011 15:49:06 GMT

L’école normale supérieure (ENS) de Cachan et l’Inria proposent pour sa seconde édition le prix d’excellence ENS-Inria qui permettra à des élèves roumains brillants qui rêvent d’une carrière scientifique de haut niveau de venir en France le temps d’une semaine pour découvrir deux établissements à la pointe de la recherche en Europe.

Créé en 2010, ce prix a pour souhait de mettre en œuvre une dynamique d’envergure européenne afin de promouvoir l’excellence dans le domaine de l’éducation et de la recherche en sciences et techniques de l’information et de la communication (STIC).
Il propose aux lauréats des Olympiades d’informatique roumaines de gagner un séjour d’une semaine en France pour découvrir un établissement de formation prestigieux qui prépare aux carrières de l’enseignement supérieur et de la recherche et un établissement de recherche qui a l’ambition d’être au cœur de la société de l’information.

Procédures de sélection

Présélection parmi les élèves de classe de lycée, d’après les résultats du test de l’étape nationale des Olympiades d’informatique roumaines, puis entretien en anglais ou en français.
Les prix seront remis aux lauréats lors de la cérémonie de clôture des Olympiades d’informatique le 24 avril à Piatra Neamt.

Les lauréats du prix d’excellence ENS-Inria seront invités à :

un voyage d’une semaine à Paris et en Bretagne en juin 2011,
découvrir les centres Inria de Paris-Rocquencourt et Rennes – Bretagne Atlantique, l’ENS et son antenne de Bretagne,
encontrer des chercheurs, des professeurs et des étudiants roumains qui poursuivent leurs études en France
des visites touristiques : Paris, Rennes et la région Bretagne.

Des chaussures qui ont du style !

Thu, 24 Feb 2011 11:33:43 GMT

Le 17 février dernier, Adrien Hamelin et David Wolinski, étudiants à l’école d’ingénieurs ESIR, ont été récompensés par un jury d’entrepreneurs bretons pour leur stage effectué l’été dernier au sein de l’équipe de recherche Bunraku. Ces heureux lauréats du prix « spécial du jury » Talents Croisés, ont profité de cet évènement pour présenter le fruit d’un stage réussi au sein de la recherche numérique et ayant conduit à la mise en place d’un dispositif de marche « augmentée » qui a du style !

Jeudi 17 février, les 150 personnes venues assister à la remise des trophées de l’édition 2010 Talents Croisés organisée au Diapason sur la campus de Beaulieu, ont eu droit à une démonstration de marche plutôt inhabituelle. Sur la scène, deux étudiants de l’ESIR, David Wolinski et Adrien Hamelin, allaient et venaient, l’un chaussé de sandales au look improbable et l’autre armé d’un ordinateur portable. C’est Anatole Lecuyer, chercheur au centre Inria Rennes – Bretagne Atlantique et maitre de stage des deux étudiants, qui a donné au public quelques explications. Ces sandales « au look improbable » sont en réalité équipées de capteurs de contact avec le sol et de mini haut-parleurs capables d’émettre des sons au moment où les contacts pied-sol sont détectés. Ce système, baptisé « Shoes your style » permet alors de simuler le rendu sonore de différents types de chaussures, et donc de donner l’illusion de marcher avec des bottes, des talons-hauts alors que l’utilisateur est chaussé de sandales. Il peut également simuler la marche sur différents types de sol, comme par exemple du gravier, du sable, de la neige, alors que l’utilisateur marche sur du bitume.

Le résultat d’un stage de recherche fructueux

« Shoes your style » est issu d’un travail de recherche réalisé lors d’un stage effectué par nos deux étudiants l’été dernier au sein de l’équipe Inria Bunraku et encadrés par Maud Marchal et Anatole Lecuyer. Ils ont ainsi travaillé en binôme pour réaliser un prototype et un système complet composé d’une paire de chaussures « sonores » pilotées par une simulation temps-réel tournant sur un ordinateur portable, et d’un iPhone servant de télécommande. Le système ainsi conçu a été au-delà des attentes de l’équipe de recherche, puisqu’ils sont arrivés à un prototype opérationnel très rapidement. Les résultats du stage ont donné lieu à la rédaction et à la soumission d’une publication scientifique pour une conférence internationale de référence dans le domaine de l’interface homme-machine, mais également à l’obtention du prix « spécial du jury » Talents croisés, prix récompensant les meilleurs stages effectués en Bretagne et Pays de Loire.

Shoes your style : quelles applications ?

Les applications de cette nouvelle technologie sont nombreuses et concernent le multimédia (jeux vidéos ou autres applications ludiques), la santé (rééducation, traitement des problèmes de motricité, de déséquilibre ou de posture), la réalité virtuelle (visites de sites ou de bâtiments virtuels pour l’architecture, l’urbanisme ou bien le patrimoine, etc.).

XtreemOS met les grilles à portée de tous

Fri, 11 Feb 2011 16:24:17 GMT

Au terme de quatre ans et demi de travaux, XtreemOS est désormais opérationnel. Ce système d'exploitation open source facilite l'usage des grilles de calcul et pose un jalon dans le développement du cloud computing. Directrice de recherche Inria Rennes - Bretagne Atlantique et coordinatrice scientifique de ce projet européen, Christine Morin entend aussi veiller à la pérennité du logiciel.

Juin 2006 : 19 entreprises, organismes de recherche et universités se rassemblent afin de concevoir XtreemOS. Le nouveau système d'exploitation doit simplifier l'utilisation de ces vastes réseaux d'ordinateurs qu'on appelle des grilles de calcul. L'intérêt : les rendre enfin accessibles à des non spécialistes désireux simplement d'utiliser leur puissance dans de multiples domaines. Les recherches auront duré un peu plus de quatre ans et coûté 30 millions d'euros, dont 14 financés par l'Union européenne. Le projet est arrivé à son terme fin 2010. “Nous avons atteint l'objectif, se réjouit Christine Morin. Le logiciel existe. À l'automne, nous avons publié la version 2.1.2. Diffusé en open source, le logiciel est disponible pour PC, pour grappes, ainsi que pour certains modèles de smartphones, de PDA et de notebook. Il est packagé dans les distributions Mandriva et Debian, ainsi que dans Asianux grâce à notre partenaire chinois Red Flag.”

Banc de test sur Grid'5000

Mais le travail des scientifiques ne s'arrête pas là. “Notre problématique consiste ensuite à faire grossir la communauté des utilisateurs.” Comment ? “En encourageant les développeurs à expérimenter leurs applications sur XtreemOS. L'été dernier, par exemple, nous avons organisé un concours remporté par une application de tomographie médicale. Nous avons aussi mis en place un banc de test permanent et public. Nous disposons d'une petite grille dont les machines se trouvent chez six des partenaires. Il suffit de demander l'ouverture d'un compte. Pour l'instant, c'est gratuit. Actuellement une vingtaine d'inscrits testent ainsi leurs applications.” Parmi eux : l'unité mixte de recherche BioEpAR (INRA & Oniris) de Nantes. “Ils sont venus nous voir avec un besoin de calcul. Ils effectuent de la simulation de diffusion de maladies dans les troupeaux. L'idée de grille les a séduits. Nous avons étudié leur application qui est programmée dans l'environnement Scilab, nous avons réalisé un environnement d'exécution pour mieux gérer le parallélisme. Nous l'avons ensuite déployée sur Grid'5000.” Le gain de temps sur les calculs se mesure ensuite “en années lumières”. La durée devient fonction du nombre de nœuds utilisés.

Support et simplication de la gestion des "clouds"

Pour garantir la pérennité d'XtreemOS, plusieurs des partenaires ont convenu de continuer à fournir du support au delà de la date de financement du projet. “Cette décision concerne les PC et clusters. Elle n'est pas garantie pour le mobile. À l'Inria, deux ingénieurs travailleront à temps plein sur l'OS dans le cadre d'une action de développement technologique baptisée XtreemOS-Easy. Ils effectueront tout le travail classique de support autour d'un logiciel : administration, repackaging, mises à jour, documentation... Mais si quelqu'un se présente avec une application, ces ingénieurs pourront aussi assurer l'accompagnement.”

Epilogue d'XtreemOS : six des anciens partenaires se retrouvent désormais dans Contrail. Ce projet de pile logicielle open source ambitionne de simplifier la gestion des clouds. En toile de fond : la montée des services liés aux échanges de ressources de calcul distribué. Les entreprises, en particulier, vont pouvoir proposer une partie de leur infrastructure à des tiers ou trouver un appoint de ressources extérieures en fonction des besoins. Mais ces pratiques butent sur la complexité du pilotage et de l'organisation des machines virtuelles. Des recherches sont donc encore nécessaires. "Pour que cela puisse fonctionner, il faut automatiser la gestion et apporter à l'utilisateur des garanties en terme de performance, de tolérance aux fautes ou encore de protection des données." Autant d'éléments qui s'inscrivent dans le prolongement des recherches effectuées durant ces cinq dernières années.

Eclairage sur le nouvel espace Conférences Inria à Rennes

Fri, 11 Feb 2011 15:54:51 GMT

Inria Rennes - Bretagne Atlantique se dote d'un équipement pour accueillir les colloques sur le campus de Beaulieu. Les partenaires du centre de recherche pourront aussi avoir l'usage de cette infrastructure, comme le précisent Élisabeth Lebret et Édith Blin, responsables des manifestations scientifiques.

“Isca, MMSP, AOSD, Eurosys... En 2010, nous avons organisé et accueilli 11 manifestations scientifiques, résume Élisabeth Lebret. Elles ont rassemblé 1 700 participants, dont 1 070 venus de l'étranger. C'est un peu plus que sur une année ordinaire, mais cela donne une idée de l'ampleur de l'activité. En raison des thématiques abordées, nous avons observé aussi une forte présence industrielle, avec des entreprises comme Intel, Google, Microsoft, VMWare, Samsung, Oracle, Thales...”
Jusqu'à présent la plupart de ces événements se déroulaient devant la mer, au palais du Grand Large, à Saint-Malo. Le cadre idyllique présentait bien des avantages mais aussi un inconvénient : l'éloignement par rapport au centre de recherche. “En terme de visibilité et de contact avec nos équipes de chercheurs, ce n'était pas une solution idéale, explique Édith Blin. Cependant, nous n'avions guère le choix : il n'existait pas encore de structure vraiment adaptée pour accueillir ce type d'événements à Rennes." Certes, l'agglomération compte beaucoup d'amphithéâtres, mais ceux-ci sont principalement dédiés à l'enseignement universitaire.

Un amphithéâtre et trois salles modulables

Sur le campus de Beaulieu, l'Inria vient donc de faire construire un bâtiment pouvant accueillir les manifestations scientifiques. Il se compose d'un amphithéâtre de 240 places et d'un espace modulable dimensionné pour recevoir simultanément trois groupes de 70 personnes participant à des tutoriels, des ateliers... “Cet outil nous manquait. Il présente pour nous beaucoup d'avantages. Tout d'abord, la proximité physique avec nos locaux. L'espace conférences est contigu au centre de recherche lui-même. Cela permettra plus de rencontres entre les participants aux colloques et les chercheurs Inria.”
“Ce lien qui s'établit entre les scientifiques est un aspect crucial auquel nous prêtons toujours beaucoup d'attention, ajoute Élisabeth Lebret. Mais le nouvel équipement va aussi contribuer à réduire les frais de location de salles et indirectement donc le coût des colloques et droits d'inscription. Jusqu'à présent, cette location pouvait représenter environ 20 000 euros pour une conférence se déroulant sur plusieurs jours. " Les organisateurs de conférences déplorent parfois l'absence d'étudiants en raison de cette barrière financière.
"Cela-dit, précise Édith Blin, nous souhaitons aussi, à partir de 2012, mettre notre nouvelle infrastructure à disposition de nos partenaires, que ceux-ci soient académiques ou institutionnels. L'Espace conférences Inria est donc un lieu qui se veut ouvert.”

Cerveau de Cro-Magnon versus Homme moderne : une histoire de taille

Tue, 25 Jan 2011 14:19:09 GMT

Une équipe pluridisciplinaire composée de chercheurs Inria, du CNRS et du Muséum national d'histoire naturelle, présente pour la première fois une étude des modifications du cerveau au cours de l'évolution de notre espèce, Homo sapiens, depuis 30 000 ans.

Point de départ : Cro-Magnon, un "ancêtre" emblématique

Il y a quelques mois, Antoine Balzeau, paléoanthropologue chargé de recherche au CNRS, et Dominique Grimaud-Hervé, paléontologue au Muséum national d'histoire naturelle, avaient procédé à la reconstitution en trois dimensions de l'endocrâne du spécimen "Cro-Magnon 1", grâce aux méthodes d'imagerie et de prototypage. L'endocrâne est la surface interne de la cavité crânienne, où figurent les empreintes laissées par différentes zones du cerveau, les veines ou encore le réseau méningé. Une belle mine d'informations en soi!

Antoine Balzeau a alors comparé l'endocrâne du spécimen de Cro-Magnon à ceux d'Homo sapiens fossiles bien conservés, découverts à ce jour et vieux d'environ 30 000 ans. L'analyse de ces Hommes fossiles a ensuite été confrontée à un échantillon de 102 endocrânes d'Hommes actuels.

Benoît Combès et Sylvain Prima, respectivement doctorant et chargé de recherche au sein de l'équipe-projet Inria VisAGeS, ont également procédé à une analyse de cet endocrâne reconstitué, en quantifiant et cartographiant de façon automatique ses asymétries (différences anatomiques entre les deux hémisphères). L'étude de celles-ci est primordiale, car elles sont souvent considérées comme le substrat biologique des facultés cognitives de très haut niveau qui différencient l'Homme parmi les espèces animales, et en particulier parmi les autres hominidés.

Plus petit, réorganisé, notre cerveau a évolué depuis 30 000 ans.

Les résultats obtenus montrent que les principales spécificités du cerveau d'Homo sapiens se retrouvent chez les spécimens fossiles. Mais, ils illustrent également une diminution de la taille du cerveau et sa réorganisation chez notre espèce depuis 30 000 ans. Aujourd'hui notre cerveau est plus court, plus bas, comprimé au niveau des lobes frontaux et occipitaux alors que les lobes temporaux et le cervelet se sont élargis, par rapport à nos prédécesseurs. Ceci démontre la plasticité anatomique du cerveau chez Homo sapiens, mais aussi combien les relations entre sa taille et sa forme et les capacités cognitives sont complexes.

"Cro-Magnon 1" kesako ?

Découvert en 1868 dans le fameux abri de Cro-Magnon, en Dordogne, ce premier spécimen de squelette qualifié de " 1", est le plus célèbre. Il s’agit d’un individu masculin, âgé. Il comprend un crâne presque complet. C’était la première fois qu’étaient observés des Homo sapiens fossiles qui de surcroît ressemblaient beaucoup aux hommes de l’époque. Ces fossiles ont tant marqué les esprits que le terme de « Cro-Magnon » est encore utilisé couramment pour désigner les hommes préhistoriques.

Du son HD pour les télécoms

Wed, 12 Jan 2011 15:11:03 GMT

Améliorer la qualité du son dans les visio-conférences et au téléphone. C'est le nouveau défi que relève l'Allemand Bernhard Grill, co-inventeur du format MP3 et directeur du département audio de l'Institut Fraunhofer pour circuits intégrés. Le problème n'est pas simple, comme il l'a expliqué durant la conférence sur le signal multimédia (MMSP), organisée pour Inria, à Saint-Malo, en octobre 2010.

MP3. Un format de compression audio qui a fait les beaux jours des baladeurs numériques et de la musique sur Internet. "Nous étions une toute petite équipe d'ingénieurs, au début des années 1990, quand le MPEG a retenu nos travaux sur la compression pour en faire un standard audio. Nous avons eu la chance d'arriver avec la bonne solution au bon moment." Depuis, beaucoup d'eau a coulé sous les ponts d'Erlangen, près de Nuremberg, en Bavière, fief de l'IIS, l'Institut Fraunhofer pour les circuits intégrés. "Nos recherches sur l'encodage audio à faible débit se sont poursuivies, donnant naissance à toute une famille d'algorithmes de compression plus performants baptisés Advanced Audio Coding. L'AAC a été popularisé en particulier par Apple qui l'a intégré dans son Ipod." Le poids très réduit des fichiers en fait aussi un format de prédilection pour les radios diffusant sur le web.

Conséquence de ce succès : "aujourd'hui, notre département audio emploie 130 personnes dont une forte composante d'ingénieurs. L'institut ayant été créé pour offrir un support technologique aux PME allemandes, l'industrie finance la majeure partie de nos travaux. Nous n'intervenons pas seulement sur la recherche, mais aussi sur la réalisation des composants et logiciels en vue de la conception du produit. À nos yeux, cela est très important. Il ne suffit pas d'avoir un projet scientifique, il faut pouvoir le mener à bien en y consacrant tout l'engineering nécessaire pour résoudre les problèmes pratiques qui ne manqueront pas de se poser. Dans bien des projets, c'est à cet endroit que se situe l'échec."

Bernhard Grill s'intéresse désormais à la communication audio haute définition. "Ce n'est pas une discipline avec laquelle on m'associe d'ordinaire. Cependant, c'est un des axes de travail de notre institut depuis 10 ans." Postulat de base : "la qualité du son au téléphone n'a pratiquement pas changé depuis le 19ème siècle. À savoir, un canal en mono dont la fréquence s'étend de 300 à 3500 Hz. Nos aïeux ne seraient pas dépaysés. Une des améliorations consisterait à mieux transmettre l'arrière-plan sonore. On entendrait ainsi plus distinctement l'ambiance dans la pièce à l'autre bout du téléphone." Il s'agirait non plus seulement de la voix du correspondant, mais aussi de celles des personnes qui parlent près de lui.

Barrière technologique

Ces perfectionnements sont "bien plus difficiles à apporter qu'on ne l'imagine. Il ne s'agit pas simplement de produire de nouveaux codecs audio. Il faut changer du matériel sur toute la chaîne de transmission. C'est sûrement d'ailleurs une des raisons pour lesquelles peu de progrès interviennent dans ce secteur." L'autre barrière technologique tient au peu de bande passante disponible en téléphonie mobile. "C'est un paramètre critique. Même si sa taille augmente, elle coûte cher aux opérateurs. Ils préfèrent donc accroître le nombre d'utilisateurs plutôt que d'attribuer plus de bande passante à une augmentation de la qualité du son." Mais sur la future 4G, des technologies comme LTE et WiMax devraient débloquer la situation, offrant à l'audio des débits significativement plus élevés.

En attendant, le son HD s'invite dans la vidéo-conférence. Le Fraunhofer teste sa technologie dans un studio préfigurant l'habitat communiquant de demain : écrans plats, caméras 1080i, micros et haut-parleurs multiples, capteurs de mouvements, table de salon à interface tactile, transmission IP... Au coeur du système : un moteur de communication audio qui intègre une batterie de codecs AAC pour optimiser le son en fonction du débit, réduire l'écho, lisser les effets de délais liés aux pertes de paquets en streaming IP... "Les conversations pourront se poursuivre alors que les personnes se déplacent dans leur salon. Et tout cela en qualité CD."

Comment les normes valorisent les recherches

Wed, 12 Jan 2011 14:44:30 GMT

Intégrer les résultats de recherche dans des standards industriels permet aux instituts scientifiques et aux entreprises de diffuser plus largement leurs travaux. À la clé : une meilleure exploitation des brevets, comme l'explique Christine Guillemot, responsable de l'équipe-projet Temics au sein du centre Inria Rennes - Bretagne Atlantique, une équipe scientifique fortement investie dans cette démarche en matière de compression vidéo.

"Chronophage, consommateur d'énergie et très exigeant. Pour une petite équipe de recherche comme la nôtre, aller défendre nos solutions dans les instances où se décident les futures normes, cela demande un vrai effort. Mais pour nous, comme pour les industriels, ce travail s'avère éminemment stratégique", analyse Christine Guillemot. À la clé : une plus large diffusion des résultats de recherche et potentiellement des royalties sur les technologies brevetées que les uns et les autres parviendront à intégrer dans les nouveaux standards. "Par exemple, quand le groupe MPEG a retenu la technologie de l'Institut Fraunhofer IIS pour le MP3, cela a donné à nos collègues allemands beaucoup de moyens. Aujourd'hui, leur équipe compte 130 personnes. C'est énorme."

Énormes, les enjeux le sont aussi pour les entreprises. "Lorsqu'elles veulent développer des produits et des services, elles doivent souvent utiliser des brevets détenus par des tiers. Pour cela, elles s'acquittent de droits ou se servent de leurs propres brevets comme monnaie d'échange." Dans certains secteurs, le passage par la norme se révèle incontournable. "Il existe un fort besoin d'inter-opérabilité entre fabricants, tant pour les produits grand public, que pour des applications professionnelles comme le matériel médical par exemple." Les chercheurs de Temics (une équipe-projet commune entre Inria, le CNRS, l'université de Rennes 1) sont concernés au premier chef car ils travaillent essentiellement sur la compression vidéo. "Dans notre domaine, toutes les applications audiovisuelles, les systèmes en réseaux, les appareils multimédias mettent en oeuvre des solutions normalisées. Ces standards garantissent la bonne communication entre marques."

Lobbying

À la table des négociations, l'adoption des normes donne donc lieu à d'âpres marchandages. Les constructeurs s'organisent en groupes de lobbying. "Difficile de placer ses propres technologies si un de ces poids lourds fait barrage. Nous mêmes, nous cherchons à nous associer avec des industriels pour être plus forts. Naturellement, ces partenariats débutent très en amont, quand l'entreprise vient nous voir avec un projet de recherche. Pour le standard MPEG 4 Scalable Video Coding, par exemple, en 2004, nous avons présenté une proposition commune avec Thomson. À partir d'une première solution de codage développée en interne dans l'équipe, nous avons transféré la technologie vers l'industriel. Celui-ci a ensuite fait évoluer le logiciel. Et pour finir, nous sommes allés défendre cette solution ensemble."

Le processus de normalisation peut durer plusieurs années. "Lorsqu'un organisme signale la nécessité d'un nouveau standard, les industriels se concertent pour définir ce qu'on appelle les ‘user requirements’. Il s'agit de recenser les besoins des applications. Compte tenu de leur vision du marché, les fabricants préconisent que le standard incorpore telle ou telle fonctionnalité." L'organisme lance ensuite un appel à propositions. Les solutions en lice sont évaluées de manière comparative durant des tests formels. "La proposition retenue servira de point de départ. Mais durant les 3 ou 4 ans qui suivent, chacun peut continuer à faire évoluer le futur standard en travaillant sur les nombreuses briques de l'algorithme. Nous appelons ce processus le ‘core experiment’. Tout participant peut encore contribuer en travaillant sur tel ou tel aspect en proposant de nouvelles briques algorithmiques. C'est ainsi que nous avons réussi, par exemple, à placer nos outils de décodage robuste dans un des modes de décodage de la partie 11 de la norme JPEG 2000 Wireless", utilisée dans les applications sans-fil.

Soutien au développement logiciel

L'équipe a récemment recruté deux jeunes ingénieurs pour implémenter sa solution d'encodage dans la norme HEVC au sein du groupe MPEG. Il s'agit d'introduire des méthodes de prédiction spatiale dans l'une des briques d'un algorithme de compression. Le recrutement intervient dans le cadre d'une action de développement technologique (ADT) pilotée par Laurent Guillo, ingénieur de recherche au sein de l’équipe Temics. Financé sur fonds propres, ce dispositif d'Inria a pour but premier d'apporter un soutien en ressources humaines au développement logiciel. "Ces ADT permettent de produire des versions plus abouties de travaux susceptibles ainsi d'être mieux transférés dans l'industrie. Mais elles soutiennent aussi nos actions de normalisation. Elles nous permettent de disposer d'une équipe de développeurs suffisante pour mener à bien le gros travail d'intégration nécessaire dans les ‘core experiments‘. Quand nous devons nous confronter aux autres propositions, il nous faut mener des tests très complets. Cela nous conduit à bien finaliser le développement des technologies et à pousser très à fond nos études algorithmiques. Mais au bout du compte, le résultat est plus abouti, mieux consolidé. Quelque part, la normalisation, c'est donc aussi un gage de qualité."

À quand un concert avec un son 3D de qualité ?

Wed, 12 Jan 2011 14:01:15 GMT

Mieux séparer les différents sons au sein d'un enregistrement pour les remixer à volonté et les rediffuser en 3D : c'est l'objectif de i3DMusic, une collaboration franco-suisse où se retrouvent deux PME et deux centres de recherche. Des algorithmes plus performants pourraient donner naissance à de nouvelles applications pour les professionnels de la musique, comme l'explique Emmanuel Vincent, responsable de ces recherches au centre Inria Rennes - Bretagne Atlantique.

Les fans d'Edith Piaf n'en sont pas encore revenus. Le film La Môme restitue la voix de la chanteuse avec une proximité jusqu'alors inconnue. Magie du cinéma ? Pas seulement. Un précieux coup de pouce algorithmique vient revisiter les enregistrements mono d'époque pour séparer le chant du fond instrumental, puis créer un nouveau mix au format 5.1. Ce travail d'extraction informatique a été réalisé par Audionamix. La PME parisienne fournit des services audio pour le milieu du spectacle. Les amateurs de football lui doivent aussi le célèbre Vuvuzela Remover, un logiciel capable de mettre en sourdine les tonitruantes trompettes des supporters Sud-Africains sans pour autant perdre le reste de l'ambiance ou le commentaire du match.

Du mixage à la spatialisation interactive, ce genre de prouesses ouvre de nouvelles perspectives aux ingénieurs du son et aux artistes. Mais la technologie bute sur un point dur : le direct. "Pour effectuer un rendu 3D de qualité et positionner les sons à volonté, il faut pouvoir disposer de sources sonores parfaitement séparées. C'est rarement le cas en pratique: même lorsqu'il s'agit de musique électronique ou enregistrée en studio, les pistes d'origine ne sont généralement pas disponibles, constate le chercheur Emmanuel Vincent. Dans une situation de concert par exemple, les micros enregistrent immanquablement du son où se mélangent plusieurs sources, plusieurs instruments. Impossible pour l'instant d'effectuer la séparation de ces signaux à la volée. Le résultat présente des imperfections qui accrochent l'oreille." Ces couacs rédhibitoires s'appellent des artefacts.

Un projet Eurostars

C'est précisément pour tenter de lever ce verrou que METISS, une équipe rennaise d'Inria (commune avec le CNRS) débute un partenariat avec Audionamix, mais aussi le Laboratoire d'électromagnétisme et d'acoustique de l'École polytechnique fédérale de Lausanne et Sonic Emotion, un fabriquant suisse de haut-parleurs et DSP pour le rendu sonore 3D. Baptisée i3DMusic, cette collaboration pour 3 ans s'organise dans le cadre d'un projet Eurêka, et plus précisément de son volet Eurostars qui s'adresse aux PME. "L'objectif est de produire des algorithmes pour permettre une meilleure séparation en temps-réel d'un enregistrement, mais aussi pour optimiser la spatialisation", c'est à dire le filtrage vers les haut-parleurs.

"Les algorithmes temps-réel utilisés pour l'instant demeurent assez simplistes. Ceux que nous allons concevoir se révéleront sans nul doute plus performants. Cependant, nous ignorons s'ils parviendront au niveau unique de qualité exigé." Car le direct introduit une contrainte supplémentaire. Il nécessite un compromis entre le temps de calcul et la limite acceptable de perte de qualité. Toute la question est de savoir si les artefacts sauront se faire imperceptibles à l'oreille. "Nous attachons donc une grande importance à la phase d'évaluation de ces travaux qui sera menée par les spécialistes en psychoacoustique de l'EPFL. Si la contrainte de temps-réel s'avère trop forte, nous nous tournerons vers d'autres scénarios applicatifs où la qualité sera au rendez-vous grâce à une séparation préalable en temps différé, tout en gardant la possibilité de spatialiser en temps réel les sources ainsi séparées."

Syneika® est certifiée ISO 13485 et obtient le marquage CE du neuronavigateur Syneika One.

Fri, 10 Dec 2010 14:22:35 GMT

Une étape importante pour cette start-up d'Inria au moment où elle enregistre ses premières commandes.

Valorisant plusieurs années de recherche de l'équipe-projet Visages du Centre de recherche Inria Rennes - Bretagne Atlantique en collaboration avec le Centre hospitalier Guillaume Régnier de Rennes, la jeune entreprise innovante Syneika a été créée en mai 2009 avec comme objectif de porter sur le marché un tout nouveau dispositif médical de guidage par ordinateur destiné à améliorer la performance des soins par stimulation magnétique transcrânienne (TMS).
Utilisé par exemple en psychiatrie dans la cadre du traitement de la dépression, le neuronavigateur Syneika One permet des études
cliniques plus pertinentes et contribue à une meilleure efficacité thérapeutique

La norme ISO 13485 est un référentiel internationalement reconnu qui intègre les contraintes de qualité et de sécurité propres aux dispositifs médicaux, comme la maîtrise des risques, la traçabilité ou la matériovigilance. En obtenant la certification ISO 13485, la société Syneika montre sa capacité à mettre sur le marché des produits qui répondent aux exigences de la réglementation.

Conjointement à cette certification, Syneika obtient aussi le marquage CE du neuronavigateur Syneika One. A une phase de son développement où la société enregistre ses premières commandes, le marquage CE autorise ainsi Syneika à commercialiser dans l'Union européenne cet appareil destiné à guider par l’image les médecins qui utilisent la TMS comme outil thérapeutique.

André Seznec : défier les lois de l'informatique

Thu, 2 Dec 2010 16:28:34 GMT

Depuis 1983, André Seznec concentre ses recherches sur l'architecture des ordinateurs. Avec son équipe commune Inria - Université de Rennes 1, ce chercheur reconnu travaille sur l'augmentation des performances et la "démocratisation" des architectures parallèles. Il vient de recevoir pour cela la bourse européenne ERC dans la catégorie "chercheur confirmé". Rencontre avec le scientifique.

Quel est le projet pour lequel vous avez été récompensé par l’ERC ?

André Seznec : Le projet que j'ai présenté à l'ERC s'intitule DAL, Defying Amdahl's Law, ce qui signifie : défier la loi d'Amdahl. Cette loi est la simple observation que le temps d'exécution d'une application ne peut pas être plus court que l'exécution de sa partie séquentielle. Les processeurs multi-cœurs sont aujourd'hui partout présents dans les systèmes informatiques : serveurs, ordinateurs de bureau, ordinateurs portables, mais aussi téléphones intelligents, télévision et tous les systèmes embarqués. En 2020, il sera technologiquement possible d’intégrer des multi-cœurs à plus de 100 coeurs sur un seul composant. Cependant, tout indique que la programmation séquentielle sera toujours prédominante. La loi d'Amdahl nous montre ainsi que de hautes performances sur le code séquentiel sont une condition nécessaire pour permettre de hautes performances sur toute l'application. Mais au lieu de travailler à améliorer l'architecture de la prochaine génération multi-cœurs, pour le projet DAL, nous avons choisi délibérément de devancer ces prochaines générations. Pour l’équipe ALF, « défier la loi d'Amdahl », c'est proposer pour les architectures des "manycoeurs" de 2020, des mécanismes matériels et/ou logiciels permettant d'obtenir de très hautes performances sur les applications séquentielles et sur les sections séquentielles des applications parallèles.

Que va permettre cette subvention ERC ?

André Seznec : L'attribution de l'ERC advanced grant représente d'abord pour moi la reconnaissance des travaux que j'ai menés tout au long de ma carrière. Cette attribution exprime aussi la confiance que l’on m’accorde quant à la vision que j'ai exprimée dans la proposition DAL. La subvention ERC s'étend par ailleurs sur 5 ans. Elle offre donc une réelle autonomie financière à toute une équipe sur une période donnée. Il est depuis longtemps difficile de trouver des financements pour des sujets de recherche en microarchitecture haute performance. Grâce à la subvention ERC, je vais intégrer dans notre équipe plusieurs doctorants et post-doctorants sur des sujets de microarchitecture sans avoir à me lancer à la quête d'autres financements. Je vais également avoir la possibilité d’inviter des collègues pour des séjours de collaborations de 2 à 3 mois. Enfin, cette bourse me permettra de financer des moyens de calcul dont nous avons besoin pour nos recherches.

Son parcours

Après son Doctorat en sciences informatiques de l'Université de Rennes I, André Seznec rejoint le centre de recherche d'Inria de Rennes en 1986. Dès1994, il devient directeur de recherche et responsable de l'équipe-projet CAPS (Compilateur, architecture parallèle et systèmes) jusqu'en 2008. En 2009, il créé l'équipe ALF qu'il dirige actuellement. De 1999 à 2000, il passe une année dans les laboratoires du constructeur Compaq dans le Massachusetts.

Au début de sa carrière, André Seznec travaille sur les architectures de supercalculateurs destinés à des applications scientifiques. En collaboration avec d'autres membres de son équipe, il travaille à la conception de logiciels de calcul haute performance ou la simulation d’architecture. À partir de 2002, en collaboration avec un expert en cryptographie, il conçoit un générateur de nombres aléatoires imprévisibles. Depuis 1991, sa principale activité de recherche porte sur l'architecture des microprocesseurs. Il a notamment travaillé sur le pipeline, le multithreading et les multi-coeurs. Ses contributions les plus reconnues portent sur sur la structure des mémoires caches et des prédicteurs de branchement.

Tout au long de son parcours, André Seznec a encadré 15 thèses de doctorat, publié plus de 20 articles dans des journaux internationaux et présenté 40 papiers dans les plus grandes conférences consacrées à l'architecture informatique, dont 13 lors des "International Symposium on Computer Architecture (ISCA). En 2010,il a présidé la conférence ISCA à Saint-Malo.

Lauréats 2010

Dans la catégorie "Jeunes chercheurs", Axel Hutt (Cortex, Nancy), Paola Goatin (Opale, Sophia Antipolis), Pierre Alliez (Geometrica, Sophia Antipolis), Kartikeyan Bhargavan (Moscova, Rocquencourt), Véronique Cortier (Cassis, Nancy), Nikos Paragios (Galen, Saclay) ont reçu une bourse qui leur permettra de constituer une équipe. Dans la catégorie "Chercheurs confirmés", Jean Ponce (Willow, Rocquencourt) et André Seznec (Alf, Rennes) sont lauréats et ont choisi l'Inria pour poursuivre leurs travaux.

Polychrony, une boîte à outils pour systèmes embarqués

Mon, 22 Nov 2010 16:51:44 GMT

Construit autour du langage Signal, Polychrony facilite le développement intégré d'applications embarquées temps réel. C'est l'aboutissement d'un long cycle de recherche sur la modélisation formelle, comme l'expliquent les scientifiques de l'équipe-projet Espresso.

"Avionique, satellitaire, contrôle automobile, commande de processus, traitement du signal, systèmes temps réel... Les champs d'application ne manquent pas, constate Loïc Besnard. Polychrony est un environnement de développement intégré comprenant un ensemble d'outils de transformation de programmes parmi lesquels un compilateur, des utilitaires de vérification et des éditeurs graphiques. Si un industriel veut générer du code pour une architecture particulière, il va, par exemple, utiliser certains des outils de cette boîte qu'il pourra intégrer dans son propre environnement de travail."
Tout a démarré dans les années 1980 durant une coopération avec le Cnet, devenu depuis Orange Labs. "Au départ, il s'agissait de construire un langage pour un poste de travail dédié au traitement du signal, explique Paul Le Guernic. Ce langage parallèle polychrone permet de décrire des systèmes multi-horloge. Nous l'avons appelé tout simplement Signal. Il a été commercialisé ultérieurement par TNI." Cette PME brestoise deviendra plus tard Geensoft, avant de rejoindre Dassault Systèmes en juin 2010.

Utilisé par Airbus

"Avec TNI, durant les années 1990, nous avons ensuite participé à beaucoup de projets européens sur les systèmes embarqués, en particulier pour l'avionique : modèles formels, systèmes de preuve... Puis, vers 2005, avec le soutien de l'ANR, nous avons lancé OpenEmbeDD." Cette plate-forme open source d'intégration d'environnements et de développement pour systèmes embarqués repose sur l'ingénierie de modèles. "Ces travaux nous ont amenés à concevoir un environnement d'ingénierie dirigée par les modèles autour de Signal. Au travers de la plate-forme OpenEmbeDD, Polychrony a ainsi été mis à disposition d'une très large communauté, et notre effort de diffusion se poursuit aujourd'hui dans le cadre des projets européens Opees et Cesar. Polychrony est également incorporé dans TopCased," la boîte à outils pour le développement de systèmes critiques utilisée en particulier par Airbus industrie.
"Polychrony a aussi été intégré à l'environnement Synoptic, ajoute Thierry Gautier. Conçu comme un environnement pour les systèmes satellitaires, Synoptic a été développé dans le cadre du projet ANR Spacify sous la coordination du Centre national d'études spatiales (Cnes) et du Centre français de recherche aérospatiale (Onera). Nous avons montré, dans le cadre d'une étude conjointe avec Thales Alenia Space, que Polychrony offre une infrastructure de génération de code complète et flexible pour Synoptic."

Faciliter la simulation

"Un axe fort de nos recherches et développements est maintenant de considérer Polychrony comme un modèle de calcul pour l'aide à la conception d'architectures logicielles", indique Jean-Pierre Talpin, responsable de l'équipe-projet Espresso. Objectif : "faciliter l'analyse, la simulation, la vérification et la synthèse de systèmes embarqués à partir de spécifications hétérogènes en décrivant les fonctions (en Scade, en Simulink) et la structure (en SysML, en AADL)."
Les chercheurs s'intéressent à présent tout particulièrement à AADL. "Ce langage de description d'architecture système est utilisé de manière prépondérante dans l'aéronautique, explique Paul Le Guernic. C'est devenu une norme de la SAE. Nous allons employer les outils de Polychrony pour effectuer de la génération de code à partir de ce langage. L'utilisateur continue à travailler avec AADL, comme il en a l'habitude. L'environnement d'ingénierie dirigée par les modèles de Polychrony offre tous les services nécessaires pour transformer les spécifications AADL dans le langage Signal afin de vérifier leurs propriétés logiques, faire de la simulation d'architecture, estimer les temps d'exécution."
À la différence d'autres langages synchrones, comme Lustre ou Esterel, "lorsque nous assemblons plusieurs composants avec Signal, nous restons dans le même modèle de calcul formel. Cela confère une plus grande assurance et une plus grande souplesse à l'utilisateur. Polychrony va permettre aux industriels d'utiliser la technologie du langage Signal comme aide directe à leur flot de conception actuel. Ils pourront recourir aux services de la boîte à outils en fonction de leurs besoins." Il restera ensuite à faire certifier si nécessaire le générateur de code. "Ceci est plutôt du ressort d'une société qui pourrait commercialiser cette technologie. Pour cela, nous nous associerons avec d'autres partenaires dans le cadre de projets collaboratifs consécutifs au projet GeneAuto."

Les modèles au service des logiciels métiers

Mon, 22 Nov 2010 15:43:46 GMT

L'ingénierie des modèles vise à développer des abstractions pour concevoir plus facilement des logiciels. La longue marche vers la standardisation a commencé, mais les confins de ce domaine restent encore à explorer, comme l'explique Benoît Baudry, chercheur Inria au sein de l'équipe-projet TRISKELL.

L'ingénierie de modèles ? "Un champ de recherche très vaste, prévient d'emblée Benoît Baudry. Un aspect connu concerne le refactoring, la ré-écriture de logiciels. Pour adapter un programme des années 1970 aux technologies de 2010, il faut reprendre le code à la main. C'est compliqué, long et cher." Mais il existe une alternative : "produire d'abord un modèle, c'est à dire une représentation abstraite du logiciel d'origine. Ensuite, transposer ce modèle vers la technologie 2010." L'avantage ? "Ces deux opérations successives peuvent être grandement automatisées et ré-utilisées. Au final, une migration en deux étapes via un modèle coûte donc bien moins cher."
Mais les modèles présentent aussi une autre vertu. Ils permettent de fabriquer directement des logiciels. "On peut par exemple concevoir le modèle d'un logiciel d'avion. Ce type de système embarqué exige beaucoup de vérifications. Quand on appuie sur un bouton et que l'on tire sur le manche, l'événement escompté doit se produire dans le délai imparti. Or, il est plus rapide de pratiquer ces vérifications sur le modèle que directement sur le logiciel final."
C'est ce deuxième aspect, la fabrication de logiciels via les modèles, qui constitue la spécialité de l'équipe-projet Triskell, à Rennes. "Nous travaillons d'abord sur ce qu'on pourrait appeler un socle générique. Nous concevons des outils indépendants des applications finales. Par exemple pour mesurer la taille d'un modèle. Peu importe que celui-ci représente un calculateur aéronautique ou le système d'information de la SNCF."

Des modèles en fonction des métiers

À l'inverse, "une autre partie de notre activité consiste à produire un modèle en fonction d'un besoin particulier." Orientée métiers, cette approche amène les chercheurs à côtoyer les industriels dans le cadre de projets collaboratifs. "Nous travaillons avec Airbus sur des calculateurs embarqués. Nous entamons aussi une collaboration avec EDF pour réaliser un modèle sur la gestion des exigences métier de centrale nucléaire. La définition de ces exigences mobilise 300 corps de métiers : physiciens, chimistes, ergonomes, mécaniciens, architectes, électroniciens, etc." Autant d'intervenants qui doivent se synchroniser. Le modèle doit capturer la complexité de toutes ces interactions auxquelles s'ajoutent les contraintes d'une réglementation évolutive. "S'il effectue un changement, l'industriel veut connaître l'impact, le coût, les délais..." Avion ou chantier BTP, certaines briques de base sont utiles pour les deux problèmes. "Mais après, la manière dont nous fabriquons le modèle pour capturer l'information est différente selon que le système doive réagir en une micro-seconde ou mesurer un impact."

À travers ces études de cas qui se présentent dans les corps de métiers, "nous voulons mieux comprendre ce qui peut être utile dans un contexte industriel ou dans un autre. Et cela en suivant une ligne scientifique clairement définie. Nous nous intéressons aux aspects fondamentaux, aux problèmes méthodologiques." Par l'intermédiaire des consortia, la standardisation est en marche. "Mais il reste encore beaucoup d'exploration à faire. Nos recherches s'effectuent dans cette zone trouble où un consensus ne se dégage pas encore sur les méthodes à adopter."

Une équipe transatlantique

Triskell et le département informatique de l'Université du Colorado collaborent dans le cadre d'une équipe associée baptisée Mocaa. "Nous travaillons avec trois professeurs de CSU, dont Robert France, qui a passé 6 mois à Rennes. ll s'agit surtout d'échanger des connaissances."
La première partie de ces travaux portent sur "la vérification non plus du modèle mais du logiciel métier qui va être fabriqué. Il faut s'assurer que ce programme se comporte comme prévu une fois plongé dans son vrai environnement. Car, si son écriture a été en partie automatisée, elle comprend aussi des interventions humaines. Or, fatalement, l'humain introduit de l'erreur."
Le deuxième axe de recherche tient à la taille des systèmes. "Plus ils sont immenses, plus le modèle abstrait devient lui aussi gros et complexe. Nous réfléchissons à la façon de le séparer en plusieurs morceaux plus faciles à appréhender ou à faire évoluer. Mais, à un moment donné, il faut bien remettre ces éléments ensemble. C'est ce qu'on appelle la composition de modèles."
Cette collaboration ne présente pas de finalité industrielle. "En revanche, il est intéressant de noter qu'à Rennes et à CSU, des prototypes académiques construits à partir des résultats de recherche sur la composition de modèles et de la génération automatique de programmes vont donner naissance à deux start-up." L'entreprise américaine élabore des systèmes d'information sur les maladies tropicales. A Rennes, Triskell développe Entimid, un intergiciel qui sera utilisé par Neociti pour le déploiement des services de maintien des malades à domicile.

Evaluation automatique de la qualité perçue

Mon, 22 Nov 2010 15:04:20 GMT

Comment savoir, en temps réel, si la vidéo ou le son qui arrive chez les usagers leur paraît de bonne ou mauvaise qualité, sans leur demander ? À Rennes, des recherches menées pour Inria permettent d'automatiser la mesure de cette perception. Cette innovation trouve une application immédiate dans le secteur des télécoms, où la start-up Perceptiva Lab va commercialiser des services incorporant cette technologie.

Son caverneux, lointain, haché ou franchement inaudible. Image fade, saccadée, figée ou trop pixellisée. L'ère du numérique n'a pas aboli tous les grésillements et fritures qui perturbent les communications. Pour un opérateur, pouvoir mesurer en temps réel comment ses clients perçoivent la qualité de diffusion à n'importe quel endroit du réseau présente donc un intérêt évident. Il ne s'agit pas ici de jauger une déperdition du signal, mais bien de quantifier la qualité perçue par l'utilisateur au point d'arrivée : box ADSL, PDA, téléphone...
Oui, mais comment faire ? Une équipe de recherche dirigée par Gerardo Rubino, directeur de recherche Inria, vient de mettre au point une solution prometteuse. "A priori, la qualité perceptuelle est éminemment subjective, explique le scientifique. Chaque individu ressent les choses d'une façon toute personnelle. Il est donc plus difficile de calibrer ces impressions que d'effectuer une mesure objective classique, comme par exemple le calcul d'une banale différence entre un temps d'envoi et un temps de réception."
Difficile, mais pas impossible. "La qualité subjective est quelque chose que l'on sait mesurer depuis longtemps." La recette : les panels. De petits groupes de personnes interrogées sur la qualité de ce qu'on leur fait entendre ou voir. "Elles doivent indiquer si c'est inaudible, difficilement audible, acceptable... Pour le son par exemple, la notation utilise une échelle de 1 à 5. On pourrait penser que la perception diffère beaucoup d'un individu à l'autre. Mais en regardant le groupe dans sa globalité, on s'aperçoit vite qu'une certaine homogénéité existe bel et bien. Certes, quelques-uns se singularisent, mais la grande majorité partage finalement une perception similaire. Le groupe est cohérent." La preuve : "si on teste les mêmes séquences avec un deuxième panel, les résultats s'avèrent sensiblement les mêmes. Donc une vérité se dégage. Les panels permettent d'établir une norme."

Technologie PSQA

Pour l'équipe de Gerardo Rubino, l'innovation, ici, va consister à associer ces perceptions homogènes avec l'état du système tel qu'il est mesuré au même instant. "Nous prenons l'ensemble du contexte, tout ce qui mesurable et pertinent : bande passante, nombre de paquets perdus... Par calcul, cette phase d'apprentissage permet de faire coïncider un état objectif du système avec la perception telle qu'elle ressort des panels. Á partir de là, quand nous observons un état, nous pouvons estimer la qualité. Un croisement corrèle les deux niveaux d'information. C'est ce mapping qui ouvre la porte à l'automatisation" et aux applications dans les télécoms. En temps réel, un opérateur peut connaître la qualité perçue de son réseau, et ceci à grande échelle. "Nous mesurons ce que perçoivent non plus 50 personnes, mais disons... 50 000." La technologie développée s’appelle PSQA (Pseudo-Subjective Quality Assessment). Les intéressés ? Les opérateurs de télécommunications, les diffuseurs de contenu… un marché considérable. Cela dit, "nous ne proposons évidemment pas un outil universel. La perception diffère si on regarde une vidéo sur un PDA ou un Ipad. Elle change si la conversation se déroule via un téléphone portable ou sur Skype. Elle peut aussi dépendre du type de codage employé. Donc, pour chaque contexte, en préalable, le système doit effectuer un nouvel apprentissage" avec un retour aux panels. Différence essentielle avec les tests via des panels : une fois cette phase initiale réalisée, le système travaille automatiquement et la mesure de la qualité se fait quasi-instantanément.

Les chercheurs débutent une collaboration avec Perceptiva Lab, une toute nouvelle entreprise créée par Ricardo Pastrana, avec l'aide de Orange Labs. La start-up rennaise proposera aux opérateurs télécoms un service, entre autre, d'évaluation de la qualité. "Jusqu'à présent, son savoir faire portait principalement sur le signal. Nous, à l'institut, nous apportons en plus la qualité perçue en fonction de l'état du système, le coté “réseau”. Cette dimension supplémentaire importante se couple avec l'analyse du signal. Les deux méthodes partagent beaucoup de points communs : elles se prêtent à l'étude des situations de réseau, elles opèrent en temps réel... C'est très complémentaire. Manifestement, nous pouvons faire beaucoup de choses ensemble. Cette valorisation intéressante de nos travaux ouvre aussi des perspectives vers des choses encore plus ambitieuses. Car, outre les informations sur la qualité observée, notre méthode fournit aussi des renseignements sur l'état du système : bande passante, perte de paquets, délais... À partir de là, ce que nous avons entre les mains devient un véritable outil de diagnostic. Il s’agit non seulement d’indiquer qu’il y a un problème de qualité chez les utilisateurs, mais d’aider à en identifier les causes. Un outil pour lequel, clairement, un marché spécifique existe également."

Le calcul réparti entre à l'Institut universitaire de France

Thu, 14 Oct 2010 15:54:18 GMT

Michel Raynal, vient d'être nommé membre senior à l'Institut universitaire de France.

Professeur des universités, enseignant-chercheur à l'université de Rennes 1, Michel Raynal effectue son enseignement à l'Istic et sa recherche dans l'équipe-projet ASAP

Michel Raynal a été l'un des tout premiers français à s'intéresser aux algorithmes distribués. Il a créé à l'IRISA en 1985 (et dirigé pendant plus de 17 ans) un projet Inria consacré à cette thématique. Durant plus de 15 ans, il a été responsable de formations et a notamment assuré la responsabilité de la formation doctorale en informatique.

Côté recherche, Michel Raynal s'intéresse essentiellement au calcul réparti, sujet sur lequel il a produit plusieurs résultats de première valeur. Ses travaux actuels tentent de répondre à la question fondamentale suivante : que peut calculer un ensemble de processus asynchrones coopérants dont certains peuvent être sujets à des comportements défaillants ? Sa thématique essentielle est donc celle de l'algorithmique répartie et de la calculabilité du même nom. Alors que la machine de Turing constitue le modèle de référence du calcul séquentiel (avec ses résultats de calculabilité et de complexité associés), une des "quêtes du Graal" de Michel Raynal est celle d'un modèle adéquat pour le contexte réparti.

Michel Raynal est impliqué dans plusieurs programmes de recherche internationaux et collabore avec de très nombreux chercheurs tant dans l'Union européenne (Allemagne, Espagne, Italie, Portugal, Suisse) que dans le reste du monde (Brésil, Canada, Chine, Etats-Unis, Japon, Mexique). Il fait partie du comité éditorial de plusieurs revues internationales.

Michel Raynal est membre du conseil scientifique de l'INS2I du CNRS.

En quête de nouvelles méthodes numériques

Tue, 12 Oct 2010 14:57:07 GMT

Comment préserver certaines caractéristiques structurelles des équations dans des modèles numériques toujours plus grands ?
Telle est la question que se posent les mathématiciens de IPSO, une équipe de recherche rennaise dirigée par Philippe Chartier. Interview

Quelle est la genèse de ce projet ?

Philippe Chartier : IPSO associe des chercheurs Inria, de l'Université de Rennes 1 au sein de l'Institut de recherches mathématiques de Rennes, et de l'ENS Cachan antenne de Bretagne. Nous sommes issus une équipe qui s'était constituée autour du besoin de mathématiques appliquées pour concevoir des algorithmes adaptés aux nouvelles machines parallèles. Cela avait du sens de faire cohabiter des spécialistes en architectures systèmes et des gens plus orientés vers les mathématiques appliquées.

Et aujourd'hui, où vous positionnez-vous ?

Philippe Chartier : Notre objectif est de concevoir des méthodes numériques pour résoudre des équations différentielles ou aux dérivées partielles. Mais dans une vision générale. Nous ne nous intéressons pas à une application spécifique, mais à certaines classes d'équations qui recouvrent potentiellement diverses applications. Ce travail peut servir à étudier la mécanique céleste ou à simuler, par le calcul informatique, l'évolution d'un système de particules au cours du temps, ce qu'on appelle la dynamique moléculaire.

Donc des mathématiques pas totalement abstraites ?

Philippe Chartier : Absolument . Nous sommes en aval des mathématiques pures : le lien avec les applications n'est jamais rompu. En revanche, nous restons assez méthodologiques.

À partir de là, quelle est votre thématique ?

Philippe Chartier : L'intégration numérique géométrique. En deux mots, nous nous concentrons sur les aspects qualitatifs par opposition aux aspects quantitatifs. Face à une équation différentielle dont il n’est pas possible d’exprimer la solution analytiquement c’est-à-dire à l’aide de fonctions usuelles, il faut recourir à l’approximation numérique. C’est l’intégration numérique classique. La spécificité des méthodes que nous développons au sein d’IPSO est qu’elles prennent en compte les aspects géométriques.

Vous avez donc recours à la simulation ?

Philippe Chartier : Oui. Si on veut intégrer une équation par exemple sur un horizon temporel d'une année, on va découper celle-ci en jours, les jours en heures, etc. À chaque début d'heure, on détermine la pente de la solution à partir de l’équation. Ensuite, on suit cette pente pendant une heure. De cette manière, et comme l’affirment des théorèmes très classiques, on approche la solution. Mais pour le faire très précisément, il faut y mettre le prix. Redécouper les heures en minutes, les minutes en secondes, etc. Cela commence à faire beaucoup de calcul.

Est-ce à dire que, pour certaines applications, cette approche ne suffit plus ?

Philippe Chartier : Exactement. Le ratio entre le pas de temps que nous sommes conduits à prendre et l'intervalle, l'horizon sur lequel nous travaillons, est si faible que ce n'est plus praticable. Imaginons que des astronomes veuillent simuler le système planétaire pour savoir si deux planètes ne vont pas entrer en collision. La question n'est pas d'une urgence brûlante, mais elle demeure très intéressante. Sur des durées très longues, le système semble stable. Donc, il faut aller voir à une autre échelle. Pour cela, on pousse tellement loin, que si l'on entreprend les calculs exigés avec une philosophie quantitative classique, et bien nous n'y arrivons pas. Hors de portée. Trop de calcul. Il faut donc changer de philosophie. Les chercheurs de l'Observatoire de Paris l'ont bien compris, qui utilisent des méthodes symplectiques !

Vous optez alors pour l'intégration géométrique. En quoi consiste-t-elle ?

Philippe Chartier : Nous abandonnons cette idée d'approcher précisément la trajectoire. En contrepartie, nous construisons des schémas numériques qui reproduisent certaines des propriétés de la solution exacte. Nous savons par exemple que les solutions de certaines équations sont symétriques. Il est donc souhaitable que l'approximation numérique fournie par l'analyste numéricien préserve cette symétrie. Autre exemple : beaucoup de systèmes mécaniques sont hamiltoniens. L'hamiltonien, en pareil cas, représente l'énergie du système. Nous savons qu'en l'absence de frottement ou de dissipation, il y a conservation de l’énergie. Principe physique. D'un point de vue mathématique, même si nous ne savons pas les calculer, nous savons que les solutions exactes de ces équations vont préserver l'énergie : en observant l'évolution de l'énergie le long d'une solution, nous constatons qu’il y a conservation. Maintenant, si nous prenons n'importe quelle méthode venue, la méthode d’Euler décrite ci-avant ou d'autres plus précises, nous aurons beau payer un prix considérable, nous aurons quand même une dérive dans l'énergie. Autrement dit, petit à petit, l'énergie va croître ou décroître. Or, physiquement, cela ne fait pas sens.

Avec d'autres méthodes, ces propriétés resteraient-elles indemnes ?

Philippe Chartier : Oui. Les méthodes symétriques préservent la réversibilité en temps. Les méthodes dites symplectiques préservent la structure symplectique, mais aussi l'énergie. Il y a donc un certain nombre de propriétés que nous pouvons préserver en construisant des intégrateurs et des méthodes numériques ad hoc. C'est possible. Pour les chercheurs, la question devient alors : comment approcher numériquement des solutions de manière à respecter des critères qualitatifs ? C'est cela qu'on entend par intégration géométrique. Et c'est tout un domaine qui s'est ouvert il y a 25 ans pour les équations différentielles ordinaires et, beaucoup plus récemment encore, pour les équations aux dérivées partielles.

Fête de la science 2010 : les dessous de la mesure de la qualité d'une vidéo sur le web.

Mon, 11 Oct 2010 17:03:03 GMT

L'équipe Dionysos du centre de recherche Inria Rennes - Bretagne Atlantique participera les 22, 23 et 24 octobre au Village des sciences de Rennes, à l'occasion de la Fête de la science 2010. Petits et grands découvriront en leur compagnie les dessous de la mesure de la qualité d'une vidéo sur le web.

"Comment trouvez-vous l'image", c'est la question que vous poseront les membres de l'équipe Dionysos les 22, 23 et 24 octobre prochain sur le Village des sciences, Esplanade du Général de Gaulle à Rennes.
Internet est devenu aujourd'hui un lieu privilégié de diffusion de vidéos en tous genres, et pour les fournisseurs de ce type de contenu, il est devenu impératif de mesurer la qualité perçue d'une vidéo pour l'améliorer, en optimisant certains paramètres comme le débit. Jusqu'à récemment, l'évaluation de cette qualité vidéo se faisait par simple appréciation visuelle, ce qui n'était pas simple.
Les chercheurs de l'équipe Dionysos du centre Inria Rennes - Bretagne Atlantique ont donc mis au point une méthode informatique de mesure automatique de cette qualité ; ils vous proposeront ainsi de découvrir de façon ludique le fonctionnement d'un tel outil et ses applications dans notre quotidien.

La Fête de la science est l'occasion de fêter toutes les sciences et d'associer les chercheurs, enseignants, entreprises, musées, associations... pour partager avec tous les publics des démonstrations, expériences, animations, visites, conférences, jeux...
Le Village des sciences de Rennes est organisé par le centre de culture scientifique et technique, l'Espace des sciences.

Prix d’excellence ENS-Inria : cinq lycéens roumains découvrent les dessous de la recherche en STIC

Wed, 29 Sep 2010 11:05:38 GMT

L’École normale supérieure (ENS) de Cachan et l’Institut national de recherche en informatique (Inria) ont accueilli, du 27 juin au 4 juillet 2010, les cinq lauréats roumains du Prix ENS-Inria pour une visite d'une semaine à Rennes et à Paris.

Lycéens en classe de seconde, première et terminale en Roumanie, ces cinq heureux lauréats du Prix ENS-Inria ont été sélectionnés lors de l’Olympiade d’informatique, organisée du 5 au 11 avril dernier à Constanta (Sud-est de la Roumanie). Leur prix : un voyage d’une semaine en France avec la découverte d’une part d’un établissement de formation prestigieux qui prépare aux carrières de l’enseignement supérieur et de la recherche ; et d’autre part, d’un grand institut de recherche qui a l’ambition d’être, au plan mondial, au cœur de la société de l’information.

Au programme de la partie rennaise, visite de l’antenne de Bretagne de l’ENS Cachan, du centre de recherche Inria Rennes – Bretagne Atlantique et de l'Institut d'Electronique et des Télécommunications de Rennes (IETR), organisée les 28, 29 et 30 juin derniers : découverte de robots, immersion dans le monde de la réalité virtuelle, rencontre avec des associations d’étudiants, ces cinq lycéens ont eu l’opportunité d’être en contact proche avec la recherche en STIC rennaise. Côté temps libre, ce séjour leur a permis de découvrir les charmes de la Bretagne avec quelques escapades touristiques au Mont Saint-Michel et à Saint-Malo.

Du 1er au 2 juillet, les lycéens ont rencontré des chercheurs et des doctorants du Laboratoire spécification et vérification (LSV) à l’ENS Cachan et plusieurs équipes de recherche de l’Inria Rocquencourt. Avec eux, ils ont abordé de nouvelles thématiques : la modélisation du vivant, le calcul formel, le rôle et la place de la recherche scientifique dans un contexte concurrentiel ou bien la thématique financière… Visite du Collège de France, du Château de Versailles, de la Cité des Sciences et temps libre sur Paris étaient également au programme de ce riche séjour.

Le Prix ENS-Inria

L’ENS Cachan et l’Inria ont créé en 2010 le prix d’excellence ENS-Inria afin de rencontrer des élèves roumains brillants qui rêvent d’une carrière scientifique de haut niveau. Ils souhaitent ainsi mettre en œuvre une dynamique d’envergure européenne afin de promouvoir l’excellence dans le domaine de l’éducation et de la recherche en sciences et techniques de l’information et de la communication (STIC). À plus long-terme, cette action vise à contribuer au renforcement des coopérations scientifiques franco-roumaines.

Hervé Jegou, lauréat du prix Bretagne Jeune Chercheur 2010

Wed, 29 Sep 2010 10:46:49 GMT

Parmi 51 candidats en « Sciences, technologies et interdisciplinarités », Hervé Jégou a été primé pour son parcours de jeune chercheur, effectué sur les thématiques de la compression en environnement bruité et de l'indexation d'image à grande échelle.

De 2002 à 2005, lors de sa thèse effectuée au sein de l'unité mixte de recherche IRISA à Rennes, Hervé Jégou s'était intéressé au problème de la transmission robuste de signaux sur des canaux bruités, sous l'angle du codage-conjoint source canal et du codage de source robuste aux erreurs de transmission. Il s'est ensuite penché sur le problème de la recherche approximative de vecteurs dans de grandes bases de données. Il a alors été recruté à l'institut Grenoble Rhône-Alpes, pour travailler sur le problème de la recherche d'image au sein de grandes bases (jusqu'à 100 millions d'images). Il a en particulier contribué à la création du moteur de recherche Bigimbaz, qui est actuellement commercialisé par la start-up Milpix. Un démonstrateur de ce moteur est accessible en ligne sur le site d'Inria.

En 2010, Hervé Jégou a rejoint l'équipe-projet TexMex d'Inria Rennes - Bretagne Atlantique, pour y poursuivre ses travaux sur l'indexation et la recherche par le contenu dans de grandes bases d'images et de vidéos.

Les 8e Prix Bretagne jeunes chercheurs étaient ouverts à tous les jeunes chercheurs (moins de 35 ans) ayant obtenu leur thèse dans un laboratoire public ou privé de Bretagne depuis moins de cinq ans et ayant mené des recherches dans l'une des thématiques 2010.

Libérer toute la puissance des multicœurs

Tue, 28 Sep 2010 18:15:21 GMT

Les processeurs multicœurs se banalisent. Mais un problème fondamental contrarie l'augmentation des performances et la démocratisation des architectures parallèles. Une équipe commune Inria et Université Rennes 1 envisage de nouvelles stratégies pour sortir de l'impasse. Rencontre avec André Seznec, responsable de l'équipe ALF.

"La loi d'Amdahl ? Elle est compréhensible par tout le monde, rassure André Seznec. Dans la plupart des applications, nous avons une partie contrôle et une partie calcul. Souvent, la partie qui peut être réécrite pour s’exécuter en parallèle concerne cette partie calcul. En revanche, le contrôle, lui, reste plutôt séquentiel. Depuis 50 ans, on développe les applications suivant ce modèle. Sauf que d’ici quelques années 100 processeurs tiendront sur un seul composant. Résultat : environ 95% du code s'exécutera en parallèle sur ces 100 processeurs. Et puis, il reste toujours 5% en séquentiel exécuté sur un seul processeur. Du coup, "quand une seconde suffit pour effectuer 95% du travail, il faut 5 longues secondes pour les 5% restants. C'est ça la loi d'Amdahl : un vrai bouchon !" Un goulet qui étrangle la performance en raison de la structure même du code."

Devant ce constat, l'équipe ALF se situe un peu à contre-courant de ceux qui veulent développer des applications parallèles. Elle part du fait que la plupart des développeurs continueront à programmer en séquentiel. "La majorité des applications sont et resteront séquentielles, même si on en parallélise certaines parties. A partir de là, ce qui nous intéresse, c'est ce fameux bouchon. Nous cherchons comment accélérer les applications, soit par l'architecture en élaborant des processeurs plus efficaces, soit en développant des techniques de compilation et de génération de code plus efficaces. Par exemple, sur une plaque pouvant accueillir 100 processeurs, nous proposons de n'en mettre par exemple que 50 d'un modèle normal, standard. Mais nous consacrerons le reste de la plaque à essayer d'accélérer la partie séquentielle en y installant un seul processeur dirigée vers la performance ultime sur le code séquentiel. La température est un autre de nos soucis. Pour maintenir les performances, les processeurs chauffent terriblement et de plus en plus. Une de nos pistes consiste à les faire travailler alternativement pour qu'ils trouvent le temps de refroidir." La méthode permet en outre d'élever la fréquence.

Compilation et prédictabilité

"Voilà pour notre approche au niveau architecture. Ensuite, on s'intéresse à la compilation. Jusqu'à présent, les applications parallèles étaient très spécialisées, répandues surtout dans le monde scientifique. Maintenant, si tout un chacun s'offre un ordinateur à 100 processeurs, il faudra bien que les applications s'adaptent." Traitement de texte, logiciel de traitement d'images, la liste est longue. "Deux problèmes se posent. D'abord la portabilité de l'application fonctionnelle. Pas évident à résoudre. Mais il y a pire : la perte de performance ! Quand un utilisateur achète un nouveau PC, il n'a pas envie de payer de nouvelles versions pour tous ses logiciels. Or, sa nouvelle machine ne va pas offrir de meilleures performances aux vieilles applications optimisées pour la génération précédente. Non seulement elles ne tournent pas plus vite, mais peut-être même moins vite. Déception pour l'acheteur ! On n'y est pas encore, mais le marché passera obligatoirement par cette phase de transition qui devrait durer des années. Voilà un problème auquel nous cherchons des solutions."
Troisième et dernier point : la prédictabilité. "Une des questions clés pour l'utilisateur concerne le temps de réponse. Dans certains contextes, il faut garantir du temps réel. Freinage de voiture par exemple. Or les architectures parallèles ont le mauvais goût d'être peu prévisibles." Pourquoi ? "Parce qu'elles partagent beaucoup de choses : l'accès aux données, à la mémoire... Plusieurs processeurs peuvent souhaiter passer par le même canal au même instant. Il y a un arbitrage, des incertitudes, du temps d'attente. Donc pour dimensionner un système, il va falloir se baser sur le pire des scénarios. Pas facile à estimer..."

Les grandes bases d'images passées au crible

Fri, 17 Sep 2010 10:03:29 GMT

Chercheur au centre Inria Rennes - Bretagne Atlantique, Hervé Jégou explore de nouvelles techniques pour accélérer la recherche et la comparaison d'images. A la clé : la détection automatique de vidéos piratées.

À chaque minute qui passe, les internautes envoient l'équivalent de 24 heures de programmes sur YouTube. Le site de partage vidéo le plus populaire de la planète héberge désormais des centaines de millions de fichiers. Mais dans pareille pléthore de pixels, comment un éditeur peut-il vérifier que personne n'empiète sur son copyright ? Que des oeuvres ne sont pas publiées à son insu ? "Ce n'est pas un opérateur humain qui va pouvoir visualiser les images une par une pour déterminer si ce sont des copies légitimes", répond Hervé Jégou. Membre de l'équipe de recherche Texmex, à l'institut Rennes - Bretagne Atlantique, le scientifique développe actuellement une méthode de comparaison d'images qui pourrait permettre d'automatiser plus efficacement ce type de vérification massive.

"Tout d'abord, il faut bien comprendre que le but n'est pas de faire apparaître des images à partir de mots clés. Nous ne faisons pas d'analyse sémantique. Nous ne cherchons pas à savoir ce que représente une photo. Notre objectif est de comparer une image à une autre." Ou plus exactement... à 10 millions d'autres, ce qui correspond à la taille de la photothèque utilisée pour ces expériences. "Nous nous intéressons à la recherche dans de très grandes bases, photos ou vidéos." En 2008, une première version de ces travaux a démontré la très grande rapidité de la méthode par rapport à d'autres, lors d'une rencontre internationale où elle s'est classée première.

Comparer deux images nécessite environ 5 x 108 opérations.

Muraille de Chine, Golden Gate ou Tour Eiffel, le système reçoit une image cible. En quelques instants, il va être capable d'identifier toutes les photos présentant une ressemblance. "Tous les calculs sont effectués à la volée." Comment est-ce possible ? "Grâce à une description mathématique préalable." Passée au crible, chaque photo fait l'objet d'une représentation par descripteurs. "Nous stockons environ 2 000 vecteurs qui caractérisent des petites zones de l'image. De cette façon, le problème devient extrêmement bien posé. Il se réduit à une simple comparaison de vecteurs et de distances euclidiennes dans différentes images."
À ce stade pourtant, un problème demeure : le coût du calcul. "Comparer deux images nécessite environ 5 x 108 opérations. Pour notre base de 10 millions de photos, il faut multiplier par... 107? ! Tout cela, sachant que nous visons plutôt des bases d'un milliard de fichiers. Donc, très vite on s'achemine vers le petaflop." Un million de milliards d'opérations par seconde. "Or, on ne peut pas mobiliser tous les ordinateurs de la planète pour ce travail. Nous nous efforçons donc de réduire ce coût de calcul. Il faut enlever disons... 6 ordres de grandeur."

Compression de descripteurs

C'est ici que se situe la nouveauté dans ces recherches. "Nous introduisons la compression des descripteurs. Nous pensons que la comparaison de distances peut être accélérée par les techniques de compression. Nous comparons notre photo non plus aux vecteurs de 10 millions d'images mais à la représentation compressée de ces vecteurs. Cette signature très compacte décrit le contenu de l'image de façon moins précise, certes, mais elle tient dans 20 à 40 octets. Et cela fait une énorme différence. La recherche s'avère un peu moins bonne, mais notre dernière version parvient à des retours en 14 millisecondes, et cela sur un simple ordinateur portable." Le gain de performance permet aussi de traiter maintenant les bases de 100 millions d'images. Ces travaux intéressent en particulier des entreprises avec qui les chercheurs Inria collaborent dans le cadre du programme Quaero.

L'eau souterraine mise en équations

Mon, 6 Sep 2010 17:51:34 GMT

Des chercheurs Inria Rennes - Bretagne Atlantique utilisent des modèles numériques pour comprendre la pollution dans les nappes phréatiques ou encore aider au choix des sites d'enfouissement de déchets nucléaires. Entretien avec Jocelyne Erhel, responsable de l'équipe projet SAGE.

Loin derrière les glaciers, mais bien avant les rivières, les nappes phréatiques représentent 30% des réserves d'eau douce de la planète. En pratique, elles fournissent l'essentiel de notre consommation. D'où l'intérêt de protéger les captages, mais aussi de connaître le fonctionnement de ces réservoirs naturels et la façon dont les polluants peuvent s'y répandre. Appréhender ces mécanismes physico-chimiques de dispersion s'avère toutefois d'une grande complexité. Et c'est là qu'interviennent les mathématiques et l'équipe projet SAGE, dirigée par Jocelyne Erhel.

"Notre premier objectif est de comprendre le phénomène en action et de construire un modèle numérique probabiliste qui aboutisse à une simulation réaliste".

SAGE étudie par exemple la dispersion d'un polluant, en l'occurrence inerte, donc sans réaction chimique. Un des phénomènes observés est l'apparition d'un régime stationnaire avec un effet de plateau. Une autre information est la vitesse à laquelle la pollution pourrait éventuellement atteindre les stations de pompage. Pour nos études, l'équipe dispose de deux sites, à Ploemeur et Poitiers, où des mesures sont effectuées. Ils pouvent ainsi confronter leurs prédictions à la réalité observée sur le terrain.

Etude du voyage de l'eau

Le deuxième axe de travail concerne les aquifères fracturés. Car si l'eau semble emprisonnée dans le sous-sol rocheux, granitique par exemple, en réalité, elle circule. Son vecteur : toutes ces failles qui parcourent la roche et constituent autant d'artères. "Nous travaillons avec des hydro-géologues pour savoir comment les fractures sont reliées entre elles." Ces spécialistes en géosciences appartiennent au Caren, le centre armoricain de recherches en environnement. Entre les deux équipes, "la collaboration est très étroite. Ils fournissent les données physiques et nous élaborons ensemble des modèles pour appréhender la façon dont l'eau voyage dans ces réseaux naturels caractérisés par une forte hétérogénéité." Ces travaux intéressent le groupe Veolia Eau, ainsi que le bureau d'études Itasca, qui finance des travaux de recherche au Caren.

Gestion des déchets radioactifs

Une partie de ces travaux trouve aussi une application auprès de l’Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs. L'Andra dispose d'un laboratoire pour étudier le stockage en profondeur, à 500 mètres sous terre, à Bure, dans la Meuse. Objectif : évaluer l'étanchéité du sous-sol. Confinées dans des “colis” de béton et des alvéoles blindées, les matières radioactives seront entreposées dans une couche géologique réputée imperméable. "En l'occurrence, c'est de l'argile. Nos études tendent à montrer que cette barrière géologique constitue un choix raisonnable. Nous cherchons à vérifier que sur une échelle de temps de 100 000 ans, la géologie jouerait son rôle de barrière si les éléments d'étanchéité venaient lentement à se dissoudre. On veut savoir précisément comment certains produits interagissent avec la roche et comment ils se dispersent dans le peu d'eau qui circule : plutonium, uranium, iode, césium... Tout ceci en sachant que les colis chauffent. Ce qui modifie les propriétés chimiques. Il faut donc connaître l'impact thermique sur le modèle hydraulique." L'équation peut se résumer simplement : "les produits doivent rester confinés en profondeur tant que la décroissance radioactive n'a pas suffisamment réduit leur nocivité."

SAGE est l'acronyme de "Simulations et Algorithmes sur des Grilles de calcul pour l'Environnement". Cette équipe projet Inria est commune avec le CNRS.