Les actualités d'Inria Rennes - Bretagne-Atlantique

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

Wed, 22 Feb 2012 00:00:00 +0100

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 raconte le début d'un transfert dans l'industrie et dans les formations universitaires d'un corpus de connaissances et de nouvelles pratiques de développement du logiciel. 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

Tue, 07 Feb 2012 00:00:00 +0100

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, 06 Feb 2012 00:00:00 +0100

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 00:00:00 +0100

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.”

La télévision du futur : retour en images

Mon, 19 Dec 2011 00:00:00 +0100

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.

Le relief à bon escient

Fri, 16 Dec 2011 00:00:00 +0100

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.”

Les nouveaux contours de la vidéo

Thu, 15 Dec 2011 00:00:00 +0100

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

Tue, 22 Nov 2011 00:00:00 +0100

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.

Quelle compréhension les Français ont-ils du monde numérique ?

Tue, 08 Nov 2011 00:00:00 +0100

Santé, industrie, transports, agriculture, communication, environnement… pas un domaine qui n’ait radicalement évolué grâce aux sciences et aux technologies du numérique. Des inventions qui façonnent aujourd’hui les contours d’un « Nouveau Monde ». Ce quotidien, à la fois invisible, multiple et omniprésent, soulève une question fondamentale : quelle compréhension les Français ont-ils du monde numérique dans lequel ils évoluent ?

Inria a initié avec TNS Sofres une grande enquête pour répondre à cette question et suivre au fil des années l’évolution de la population française face à ce monde en mutation.

Retrouvez les résultats détaillés de l’enquête et découvrez à quel type de voyageur du numérique vous appartenez.

Les enseignements clés du baromètre

Des Français ouverts à ce Nouveau Monde

Les Français sont en général plutôt confiants (64 % des individus interrogés) et curieux (71 %) quant aux avantages, aux bénéfices et à l’influence du numérique dans leur quotidien.

Six profils de voyageurs numériques

Les Français n’ont pas tous la même façon d’appréhender ce monde façonné par les sciences du numérique. Certains ont déjà pris possession de ce Nouveau Monde, d’autres refusent le « tout-numérique »…

Les grands Explorateurs (18 %) : Pionniers du numérique et toujours en tête de file, ils sont les premiers spécimens de l’homo numericus. Ils prennent véritablement possession de ce Nouveau Monde et s’y déplacent aisément, toujours en quête de lieux insolites à découvrir.

Les Baroudeurs pragmatiques (16 %) : Ils se déplacent rapidement sur ces territoires défrichés par les grands Explorateurs, dans une démarche avant tout pragmatique. Curieux et ouverts, lucides sur ses potentiels, ils ont également conscience de ce que le « monde d’avant » avait de structurant et mettent en avant la responsabilité dans leur exploration.

Les apprentis Voyageurs (20 %) : Ils viennent tout juste de s’engager sur les sentiers du Nouveau Monde. Aventureux et enthousiastes, ils n’osent que rarement cependant emprunter ses chemins sauvages.

Les Randonneurs vigilants (16 %) : Ils savent qu’ils font partie d’un monde en mutation, mais se méfient des territoires qu’ils découvrent et font un usage encore relativement modéré de leurs propres découvertes.

Les Révoltés du numérique (10 %) : Observant les évolutions de ce Nouveau Monde d’un œil inquiet, ils utilisent les nouvelles technologies, mais n’apprécient pas les conséquences. Ces nouveaux espaces les rendent nostalgiques et ils rêvent de rembarquer dans le monde d’avant pour retrouver leur confort et leurs repères.

Les bienheureux Sédentaires (16 %) : Le numérique est loin d’être indispensable pour eux. Ils ne s’y confrontent pas ou peu dans leur vie quotidienne et ne cherchent pas à s’informer des évolutions dans ce domaine. Ils ne sont pour autant pas opposés aux évolutions et peuvent réviser leur jugement avec des exemples concrets d’utilisation.

Faites-vous aussi le test pour découvrir votre profil.

Une influence perçue comme étant plutôt positive sur soi et son entourage

Des innovations devenues indispensables dans le quotidien
À la question : « Y a-t-il des innovations ayant changé votre vie et dont vous ne pourriez plus vous passez ? », les Français répondent en majorité « oui » pour leur équipement personnel :

59 % ne peuvent plus se passer de leur téléphone mobile,
56 % d’internet,
52 % des moteurs de recherche,
51 % de leur ordinateur personnel.

Un gain sur le développement de l’individu
En matière d’épanouissement individuel et d’interactivité avec le monde, le numérique est perçu comme bénéfique :

87 % des Français estiment que le numérique a eu des conséquences très positives sur l’accès à la connaissance,
62 % sur la possibilité d’assouvir ses passions,
56 % sur l’intérêt porté au travail.

Des avis plus mitigés sur l’aspect relationnel

31 % des Français déplorent les conséquences du numérique sur les relations familiales,
34 % sur les relations amoureuses.

Une vision parcellaire du fait d’un vrai défaut d’information

De la santé à la communication, les sciences du numérique ont eu un impact sur tous les domaines d’activités. Si les Français jugent de façon positive l’apport du numérique pour certains de ces secteurs, ils le considèrent parfois abstrait et ne voient pas toujours son utilité.

Des apports reconnus et jugés utiles dans des domaines orientés « grand public »

La santé : pour 88 % des Français, le numérique a été utile pour la santé.
La communication : 87 % des Français reconnaissent les avancées en matière de numérique, d’objets intelligents et de communication via les réseaux sociaux.
L’enseignement : pour 79 % des Français, le numérique est devenu indispensable en matière d’éducation.
Les transports : 75 % des Français ont conscience de l’apport des sciences du numérique, notamment dans le domaine des technologies embarquées dans les avions, les voitures, les fusées ou les trains.

Une vision moins claire dans d’autres domaines où la technologie est pourtant très utile

L’environnement : seuls 16 % des Français jugent le numérique très utile dans ce secteur.
L’agriculture : plus de 26 % des Français estiment que le numérique reste peu ou pas utile dans ce domaine.

L’agriculture et le numérique…

De nombreux équipements à usages agricoles sont désormais munis de capteurs numériques.
Par exemple, ceux installés dans des étables pour la surveillance des bêtes sur le point de vêler et reliés aux écrans de télévision ou de tablette numérique des exploitants. Ou encore les capteurs d’humidité intégrés sur une ensileuse qui mesurent précisément le taux de matière sèche du maïs, indicateur de la qualité de conservation de fourrage. Enfin, des capteurs de rendement peuvent équiper une moissonneuse ou des capteurs d’inclinaison corriger le système de guidage des véhicules sur un terrain en pente.

Des avancées encore trop souvent méconnues…
Même si 59 % des Français se déclarent bien informés, les progrès liés au numérique semblent encore manquer de visibilité.

55 % des Français pensent que l’on ne pourra jamais communiquer par la pensée.
25 % des Français pensent qu’un chirurgien ne pourra jamais opérer à distance.
25 % des Français pensent que les voitures ne se conduiront jamais toutes seules.

L’avenir du numérique ?

Aller plus loin ou arrêter tout ? Entre les deux, leur cœur balance…
Les Français hésitent et sont plutôt divisés dès qu’il s’agit de « développement des technologies numériques », estimant à :

43 % que les choses sont bien comme elles sont aujourd’hui,
32 % qu’il faut aller plus loin,
16 % que nous sommes déjà allés trop loin.

Des enjeux importants
Si 80 % des Français sont favorables à un accès du plus grand nombre aux technologies numériques, ils se sentent inquiets quant aux impacts, notamment sur leur vie privée.

92 % d’entre eux jugent important de mieux protéger la vie privée sur internet.
89 % estiment nécessaire d’encadrer l’utilisation d’internet pour les plus jeunes.
74 % souhaitent la mise en place d’un code d’éthique et de déontologie, surtout dans les secteurs de la robotique ou de la bioinformatique.

Enfin, 80 % d’entre eux estiment qu’il serait intéressant et nécessaire de faire une place aux sciences du numérique à l’école, au même titre que la chimie ou la physique. Un premier pas bientôt franchi avec la mise en place d’une option « informatique et sciences du numérique » au lycée en 2012…

Le « Nouveau Monde numérique »

Par ses travaux de recherche et ses relations avec le monde industriel, Inria participe au développement du nouveau monde numérique. Il souhaite aussi favoriser le débat public autour des questions de société liées au numérique et doter tous les « voyageurs du Monde numérique » des bons outils pour mieux appréhender ces nouveaux horizons.

Triskell récompensé 10 ans après

Mon, 07 Nov 2011 00:00:00 +0100

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.

Un logiciel pour fouiller dans les grandes bases d'images

Fri, 04 Nov 2011 00:00:00 +0100

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.”

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

Wed, 05 Oct 2011 00:00:00 +0200

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.

Un logiciel qui accélère le mapping génétique

Tue, 27 Sep 2011 00:00:00 +0200

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.”

Remi Gribonval : mathématicien du son et de l’image

Thu, 22 Sep 2011 00:00:00 +0200

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, 09 Sep 2011 00:00:00 +0200

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, 08 Sep 2011 00:00:00 +0200

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

Roméo vers la robotique de service

Thu, 01 Sep 2011 00:00:00 +0200

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.”

Un cloud pour comparer nos gènes aux images du cerveau

Tue, 23 Aug 2011 00:00:00 +0200

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.”

Prix de la thèse AFCP 2010 pour Gwénolé Lecorvé

Tue, 05 Jul 2011 00:00:00 +0200

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.

Comment les normes valorisent les recherches

Thu, 30 Jun 2011 00:00:00 +0200

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."

Anne-Marie Kermarrec lauréate 2011 du prix Michel Montpetit

Thu, 09 Jun 2011 00:00:00 +0200

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.

Ubi-Quitus contrôle la circulation des objets en zone sensible

Wed, 08 Jun 2011 00:00:00 +0200

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.

Rémi Gribonval récompensé par l’Académie des sciences

Fri, 13 May 2011 00:00:00 +0200

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.

La recette des crêpes virtuelles : scientifique et ludique

Thu, 12 May 2011 00:00:00 +0200

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.

Coopération franco-chilienne en bio-informatique

Thu, 28 Apr 2011 00:00:00 +0200

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.

XtreemOS met les grilles à portée de tous

Tue, 12 Apr 2011 00:00:00 +0200

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.

Le Labex COMIN Labs retenu

Fri, 01 Apr 2011 00:00:00 +0200

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 00:00:00 +0200

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 00:00:00 +0100

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.

Anne-Hélène Olivier : "Je n'ai pas une formation d'informaticienne"

Mon, 21 Mar 2011 00:00:00 +0100

Anne-Hélène Olivier est post-doctorante au sein de l'équipe-projet BUNRAKU au centre de recherche Inria Rennes - Bretagne Atlantique. Elle a soutenu sa thèse au laboratoire "Mouvement sport santé" où elle a travaillé sur la locomotion et sur le mouvement. Tirant parti de l'ouverture et de la pluridisciplinarité de son équipe-projet, elle met en place des expérimentations autour de la capture de mouvement, et se projette dans une carrière d'enseignant chercheur. Elle raconte.

Eclairage sur le nouvel espace Conférences Inria à Rennes

Fri, 11 Mar 2011 00:00:00 +0100

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.”

Des chaussures qui ont du style !

Wed, 23 Feb 2011 00:00:00 +0100

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.).

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

Wed, 09 Feb 2011 00:00:00 +0100

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."

Yliès Falcone : "Les partenariats avec le monde industriel confrontent notre recherche à des problématiques de société "

Thu, 03 Feb 2011 00:00:00 +0100

Yliès Falcone a choisi la recherche en informatique, et plus spécialement le domaine de la vérification, pour leurs méthodes rigoureuses et pour leur caractère très applicatif. Il effectue actuellement son post-doctorat au centre Inria Rennes - Bretagne Atlantique dans l’équipe VERTECS, un tremplin incontestable pour ce jeune chercheur qui voit loin.

Quel a été votre parcours avant d'intégrer Inria?

J’ai fait un master en sciences et technologies de l’information à l’université de Grenoble portant sur la validation des systèmes critiques. Les domaines d’application sont, en général, les systèmes embarqués (avionique, téléphones portables, etc). Ma thèse intitulée « Etude et mise en œuvre de techniques de validation à l’exécution » a été effectuée dans la continuité et dans le même laboratoire, Verimag. Je souhaitais travailler chez Inria pour sa renommée à l’international. J’avais rencontré Thierry Jéron - membre du jury de ma thèse - au cours d’une collaboration sur un projet ANR : c’est donc tout naturellement que j’ai intégré son équipe, VERTECS, en décembre 2009.

Quelles sont vos impressions après un an passé à l'institut ?

Il existe chez Inria une véritable volonté de partenariats avec le monde industriel. Notre recherche se confronte ainsi à des problématiques de société, elle trouve des prolongements dans des applications au quotidien. C’est une philosophie que j‘apprécie, qui donne un sens à mes recherches. Elle est conforme à la réputation de l’institut et à son fonctionnement autour de projets bien définis. Je suis par ailleurs en train de monter mon dossier de candidature pour un poste de chargé de recherche et ce séjour m’offre les conditions favorables pour approfondir mon expertise en vérification et validation à l’exécution. Dans le cas où je serais recruté, j’envisage de créer une équipe-projet d’ici 5 à 10 ans.

Qu’est-ce que cette expérience de post-doctorant Inria va vous apporter pour la suite de votre carrière ?

Intégrer une équipe-projet permet de travailler avec des personnes sur une thématique où les axes de recherche sont fédérés par objectifs et domaines communs. Le travail dans une équipe-projet permet de découvrir des domaines connexes et apporter son expertise à l’équipe ; cela crée une vraie synergie. Ce séjour m’offre également la chance de collaborer avec des chercheurs à l’étranger. Inria propose un programme Explorateur3 qui finance pendant 1 à 3 mois un séjour à l’étranger dans une institution de notre choix. Ma candidature à ce programme a été acceptée, je vais ainsi pouvoir travailler à partir de mi-janvier à l’institut australien de Canberra, le NICTA, puis au Royaume-Uni à l’Université de Manchester dans le groupe des méthodes formelles. C’est l’occasion de développer mon réseau professionnel à l’international et de monter des collaborations pour mon institut. C’est formidable d’un point de vue professionnel mais aussi personnel.

Quels conseils donneriez-vous à une personne qui se destine à effectuer son post-doctorat au sein de l'institut ?

Le post-doctorat est une période pendant laquelle on dessine sa carrière, où il faut faire preuve d’un dynamisme permanent. Inria fournit des moyens, c’est au post-doctorant de les mettre à profit. Que ce soit pour la bourse Explorateur ou pour le concours de chargé de recherche, il faut prendre l’initiative. Il y a beaucoup d’appelés et peu d’élus. Dans son équipe, il faut apporter sa pierre à l’édifice en n’hésitant pas à soumettre de nouvelles idées auxquelles on croit personnellement et en s’intégrant dans les travaux en cours de l’équipe. Le post-doctorat est l’occasion de réfléchir à sa carrière : quel institut, thématique, enseignement ou pas ? C’est le moment où il faut oser se projeter.

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

Wed, 26 Jan 2011 00:00:00 +0100

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 00:00:00 +0100

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."

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

Fri, 10 Dec 2010 00:00:00 +0100

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

Fri, 03 Dec 2010 00:00:00 +0100

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.

Evaluation automatique de la qualité perçue

Wed, 24 Nov 2010 00:00:00 +0100

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."

Les modèles au service des logiciels métiers

Sat, 20 Nov 2010 00:00:00 +0100

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.

Polychrony, une boîte à outils pour systèmes embarqués

Wed, 10 Nov 2010 00:00:00 +0100

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."

Le calcul réparti entre à l'Institut universitaire de France

Fri, 15 Oct 2010 00:00:00 +0200

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 00:00:00 +0200

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 00:00:00 +0200

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.

Libérer toute la puissance des multicœurs

Tue, 28 Sep 2010 00:00:00 +0200

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..."

Améliorer l'interaction de l'utilisateur avec les mondes 3D

Tue, 28 Sep 2010 00:00:00 +0200

Anatole Lécuyer, de l'équipe-projet BUNRAKU, vient de soutenir avec succès son habilitation à diriger des recherches consacrée aux interactions avec les univers virtuels. Un domaine où les chercheurs travaillent de manière parallèle sur le matériel, les logiciels, l'ergonomie, la perception humaine et l'application au réel.

Votre domaine est la réalité virtuelle. De quoi s'agit-il ?

Anatole Lécuyer : C'est une discipline qui concerne l’interaction en 3D avec des mondes virtuels. Le but d'un système de réalité virtuelle (RV) est d'immerger un utilisateur au sein d'un univers avec lequel il peut interagir tout en ressentant les retours sensoriels qui en proviennent et qui vont contribuer à son sentiment d’y être « présent ».

Comment créer cette immersion ?

A. Lécuyer : Par le biais d'interfaces correspondant à certains canaux sensoriels. Elles peuvent être visuelles, avec des écrans stéréoscopiques ou des casques de RV. Mais aussi haptiques (liées au toucher), via des dispositifs à retour d'effort qui contraignent les membres ou des périphériques tactiles, qui restituent des sensations de textures. Une troisième catégorie d'interface est celle qui lie directement le cerveau à l'ordinateur et permet d'interagir par l'intermédiaire de l'activité cérébrale, en captant les intentions de l'utilisateur.

Sur quelles problématiques travaillent les chercheurs aujourd'hui ?

A. Lécuyer : Il y en a cinq. D'abord, tout ce qui touche au matériel. Ensuite, les aspects logiciels, qui concernent la conception des architectures, des composants, etc. Par exemple, comment modéliser et simuler l’intelligence d’un humain virtuel. Le troisième défi est lié à l'interface homme-machine et à l'ergonomie. Il s'agit de mettre au point des techniques d'interaction optimisant l'usage des interfaces dont on dispose. Le quatrième point est la perception des utilisateurs. En quoi diffère-t-elle du monde réel et quelles questions le virtuel pose-t-il ? Enfin, il y a l'application de la RV à des domaines spécifiques, comme l'entraînement des sportifs, la simulation industrielle, chirurgicale, etc. C'est un axe transverse car il nécessite d'intégrer le matériel, le logiciel, l'ergonomie et la perception.

Sur lesquels de ces aspects porte votre activité ?

A. Lécuyer : Depuis dix ans, je travaille principalement sur les aspects logiciels et l'ergonomie des dispositifs de RV. Mon objectif est d'améliorer les capacités d'interaction avec le monde virtuel. Cela soulève deux questions : comment générer un retour sensoriel de meilleure qualité et comment perfectionner les techniques d'interaction adaptées à la 3D. Pour cela, je me concentre davantage sur l'utilisateur que sur la technologie. C'est en m'inspirant des propriétés de la perception humaine – par exemple la prise en compte de phénomènes d'illusion sensorielle et de la prédominance de la vision sur le toucher dans tout ce qui est spatial - que je tente de simplifier les dispositifs de RV pour les rendre plus efficaces.

Quelles sont les applications concrètes de la RV ?

A. Lécuyer : Elles englobent des domaines variés : médecine, éducation, industrie. Airbus, par exemple, utilise aujourd'hui des interfaces à retour haptique. Avant que la configuration technique d'un nouvel appareil soit figée, ces dispositifs permettent de vérifier, sur un modèle virtuel, la validité des procédures de maintenance (extraction et remplacement d'éléments, etc.) ou le bon emboîtage des modules de la structure. Auparavant, il fallait pour cela réaliser une maquette à l'échelle 1, coûteuse et encombrante.

Les grandes bases d'images passées au crible

Fri, 17 Sep 2010 00:00:00 +0200

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, 06 Sep 2010 00:00:00 +0200

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.

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

Thu, 01 Jul 2010 00:00:00 +0200

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

Tue, 02 Feb 2010 00:00:00 +0100

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.