Les actualités d'Inria Sophia Antipolis - Méditerranée

Nicholas Ayache : « Imagerie Médicale et Informatique : le patient numérique personnalisé »

Mon, 23 Jan 2012 00:00:00 +0100

Nicholas Ayache est lauréat 2011 d’une bourse ERC de 2,5 millions d’euros destinée aux chercheurs confirmés. Engagé depuis de nombreuses années dans la recherche sur l’analyse et la simulation des images médicales, il va pouvoir aujourd’hui relever un défi de taille : concevoir des modèles numériques d’organes et de pathologies permettant d’intégrer les images médicales d’un patient et de simuler l’évolution de sa pathologie et la pertinence des traitements avant leur mise en œuvre.

Quel est l’objectif de la recherche que vous avez proposée à l’ERC ?

L’imagerie médicale a fait des progrès exceptionnels au cours des 30 dernières années. Elle permet aujourd’hui de capturer les propriétés structurelles et fonctionnelles des tissus et organes à diverses échelles : macroscopique au niveau des organes; microscopique, au niveau des cellules, et même nanoscopique à l’échelle des molécules. La recherche actuelle en imagerie vise à aider le clinicien à analyser cette quantité toujours croissante d’informations en intégrant la totalité de ces données dans des images 3 D multimodales (obtenues par des techniques différentes) et multi-échelles.

Le projet ERC MedYMA entend aller plus loin encore en intégrant également la dimension temporelle afin de prendre en compte les propriétés dynamiques d’un organe, par exemple le mouvement cardiaque, la dynamique d’une pathologie, comme la croissance d’une tumeur cancéreuse ou l’atrophie de régions cérébrales dues à la maladie d’Alzheimer. Dans le premier cas, l’objectif est d’être capable de distinguer le plus tôt et le plus précisément possible s’il existe une anomalie de mouvement. Dans les deux autres cas, on cherche à quantifier la progression de la pathologie observée entre deux examens. Il s’agit aussi de permettre aux personnels médicaux d’identifier plus rapidement l’efficacité d’un traitement pour en changer rapidement le cas échéant, voire d’estimer à l’avance, grâce à la simulation, le traitement le mieux adapté à la pathologie du patient.

Quelle est l’originalité du projet ? Le défi scientifique ?

Pour intégrer toutes ces données, nous proposons d’ajuster des modèles biophysiques afin de les rendre spécifiques à chaque patient. Ces modèles génériques sont ainsi personnalisés grâce aux images médicales. Ils sont construits à partir des propriétés physiques et biologiques des organes ou tissus, en tenant compte de la variabilité statistique existant entre les individus. Un point original du projet ERC MedYMA est la construction d’images médicales de synthèse à partir de ces modèles biophysiques. Ces images synthétiques permettront de valider les algorithmes d’analyse mis au point pendant le projet, mais aussi de concevoir de nouveaux algorithmes d’analyse s’appuyant sur des méthodes modernes d’apprentissage informatique. Ces images synthétiques devront donc être les plus réalistes possible : c’est un des grands défis scientifiques de ce projet!

L’analyse informatique des images médicales, en exploitant des modèles biophysiques et statistiques du vivant, permet de mieux interpréter les examens médicaux du patient, simuler l’évolution d’une pathologie et prédire l’efficacité d’une thérapie.

L’équipe Asclepios a déjà développé en partenariat avec les équipes Inria Sisyphe, Macs et Reo un premier modèle biophysique du cœur en s’appuyant sur la géométrie de l’organe et sur ses propriétés électrophysiologiques et mécaniques. Le projet ERC MedYMA permettra d’améliorer ce modèle de cœur virtuel personnalisé afin d’aider à quantifier le mouvement normal et détecter les anomalies (trouble du rythme, insuffisance cardiaque, etc.). Il pourra également être utilisé pour simuler une thérapie (ablation radiofréquence, implantation d’un pace-maker, etc.) et en prédire les bénéfices attendus pour le patient. En effet aujourd’hui environ 30% des patients appareillés ne bénéficient pas réellement de leur pace-maker. En oncologie - un autre de nos domaines d’application avec la neurologie et la cardiologie - on espère que les modèles permettront d’affiner la cible de la radiothérapie ou de la chirurgie en prenant mieux en compte l’infiltration non visible de la tumeur par la simulation.

Comment cette bourse va-t-elle vous aider dans cette entreprise ?

La bourse ERC permet de planifier sur une période plus longue que d’ordinaire et donc de réaliser une recherche plus fondamentale, avec très peu de contraintes administratives. Elle financera principalement des doctorants, ainsi que quelques post-doctorants et ingénieurs car il s’agit surtout de recherche en algorithmique et en mathématiques appliquées avec un peu d’ingénierie logicielle. Ce travail sera effectué au sein de l’équipe Asclépios dont l’expertise - les chercheurs Hervé Delingette, Xavier Pennec, Maxime Sermesant sont impliqués dans le projet - contribuera au succès de l’entreprise. La bourse facilitera également le travail avec nos partenaires académiques et cliniques en France, mais aussi en Europe et aux Etats-Unis, et en particulier avec les trois nouveaux instituts hospitalo-universitaires (IHU) français avec lesquels nous collaborons pour la modélisation du cœur (Bordeaux), du cerveau (Pitié-Salpêtrière à Paris) et de l’appareil digestif (Strasbourg). Des partenaires industriels seront également associés tout au long du projet. C’est un élément indispensable pour assurer un transfert effectif des innovations.

Créer des patients virtuels à la demande

La création d’un modèle générique de patient au sein de MedYMA devrait constituer une rupture dans les capacités d’interprétation automatique d’images médicales et dans les pratiques cliniques. Ces modèles, construits sur la base des propriétés biophysiques des organes et des connaissances sur les pathologies, permettent de créer des cerveaux, des foies et des cœurs virtuels et de simuler la survenue et l’évolution de pathologies comme des tumeurs, des arythmies, des atrophies, etc.

Ces images de synthèse pourront être générées à volonté et en très grand nombre pour établir des bases de données plus grandes et plus variées que les banques de données patients le plus souvent incomplètes et difficilement accessibles. Par exemple, il est possible de faire croître des tumeurs en modifiant les paramètres de prolifération et d’infiltration afin d’obtenir une gamme très importante de cas intermédiaires.

De telles bases sont intéressantes pour tester la fiabilité des logiciels d’analyse d’images et d’aide au diagnostic. Elles le sont aussi pour entraîner les logiciels conçus pour affiner leur capacité de détection par apprentissage sur de nombreux cas. Une autre application envisagée consiste à générer des images de synthèse couvrant le plus grand nombre de cas possible pour animer une version médicale de simulateur de vol pour les pilotes. Les praticiens pourraient ainsi être confrontés, au cours de leur formation, à des situations extrêmes, très variées ou très rares qui leur assureraient une expertise aussi large que possible.

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. Dans la catégorie "chercheurs confirmés", ce sont les projets de Marie-Paule Cani (Evasion, Grenoble), Nicholas Ayache (Asclepios, Sophia Antipolis) et Dale Miller(Parsifal, Saclay), qui ont été retenus par l'ERC.

Nicolas Marie : Vers un web social sémantique

Thu, 24 Nov 2011 00:00:00 +0100

Nicolas Marie est en début de deuxième année de thèse dans le cadre d’une convention Cifre avec Alcatel-Lucent Bell Labs et l’équipe Edelweiss, spécialisée dans le web sémantique, à Inria Sophia Antipolis - Méditerranée. Objectif : inventer les services de demain pour les réseaux sociaux en s’appuyant sur les technologies sémantiques. Interview.

Quel est votre sujet de recherche ?

Nicolas Marie : Mon objectif est d’explorer la possibilité de développer de nouveaux services à partir des nouvelles données fournies par des réseaux sociaux comme Facebook. Ces données sur les liens sociaux établis dans le réseau sont aujourd’hui disponibles sous forme de graphes RDF, un format qui permet de les exploiter avec les outils du web sémantique sur lesquels travaillent les chercheurs de l’équipe Edelweiss. Notre démarche consiste à détecter et représenter le « contexte » de l’utilisateur (où il est, les contenus auxquels il s’intéresse, etc.) afin de faire des recommandations de contenus plus pertinentes et adaptées à son activité présente (recommandations contextuelles à la volée). Pour cela nous développons un algorithme d’activation-propagation sémantique sur les graphes typés de ces applications et données sociales ; graphes qui sont particulièrement grands, hétérogènes et dynamiques.

Qu’est-ce qui vous a conduit à choisir ce sujet?

Nicolas Marie : Je suis très intéressé par tout ce qui est prospectif et aussi par l’approche multidisciplinaire, combinant l’informatique, les mathématiques et les sciences humaines, essentielle dans ce type de recherche et que j’avais déjà expérimentée au cours de mon master recherche et professionnel à l’Université de Technologie de Troyes. Ce master ambitionne de gérer les connaissances et les communautés au sein des organisations et d'appréhender les infrastructures logicielles et réseaux de plus en plus innovantes. En effet, quand on s’intéresse au web social et que l’on fait du service à l’utilisateur, il faut créer des systèmes qui répondent à un besoin et trouver les bons leviers pour qu’ils soient utilisés, ce qui suppose de prendre en compte la dimension sociale. L’équipe Edelweiss compte un psychologue et les équipes d’Alcatel des designers, des ergonomes, des sociologues et des psychologues. Je ne me serais pas vu dans un laboratoire purement informatique ! C’est pourquoi l’annonce passée par l’Inria et Alcatel-Lucent Bell-Lab pour une thèse sur le sujet m’a tout de suite emballé.

Quel est pour vous l’avantage de faire une thèse Cifre ?

Nicolas Marie : Un des intérêts est d’être en contact avec des équipes proches du terrain et de garder ainsi les portes ouvertes autant sur le milieu académique qu’industriel. Car je ne sais pas encore si j’opterai pour une voie académique ou industrielle... Pour l’instant, je recueille les expériences de ceux qui viennent de passer leur thèse et intègrent des start-up ou entament un post-doctorat. Une chose positive : je constate qu’ils ont tous trouvé facilement du travail et des postes intéressants !

Eric Goles : « Un parcours scientifique est fait de rencontres et de petites histoires »

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

Eric Antonio Goles Chacc était l’invité du colloquium Jacques Morgenstern le 20 octobre à Inria Sophia Antipolis – Méditerranée. Ce grand spécialiste chilien des systèmes complexes a une longue histoire avec l’Institut et la France. Retour sur un parcours émaillé de rapprochements improbables et de rencontres inattendues qui ont alimenté son travail.

Vous partagez votre vie de scientifique entre la France et le Chili, comment êtes-vous venu en France ?

Eric Antonio Goles Chacc : Mon parcours commence à l’Imag en 1977 où je suis venu comme boursier faire une thèse en ingénierie. C’est à cette époque que j’ai rencontré un autre thésard, l’actuel Pdg d’Inria Michel Cosnard, avec qui je me suis lié d’amitié et avec qui j’ai publié quelques articles sur les réseaux d’automates. Je suis entré au CNRS comme chercheur au laboratoire Imag et j’ai obtenu une thèse d’état en mathématiques. J’ai toujours gardé des liens avec mon pays d’origine, où j’ai régulièrement fait des recherches et donné des cours. J'y suis retourné définitivement au milieu des années 1980. J’enseigne maintenant à l’école d’ingénieur de l’université Adolfo Ibanez, mais je garde des relations fortes avec mes collègues français… Et je suis très fier car mon fils, qui est informaticien, poursuit ma relation avec la France et Inria…

Un centre de recherche et d’innovation doit être créé à Santiago conjointement par la Corfo et Inria. Est-ce important pour le Chili ?

Eric Antonio Goles Chacc : Les liens entretenus depuis les années 1970 avec les chercheurs français, de l’université, du CNRS, d’Inria, etc. ont eu un impact très important sur le développement des mathématiques appliquées et de l’informatique au Chili. J’ai été l’un des premiers chiliens à venir en France pour faire une thèse dans ce domaine et, à l’époque, il y avait moins de dix docteurs en mathématiques pour tout le pays. Aujourd’hui les mathématiques appliquées sont très développées et l’ont été à 70 % grâce à des formations françaises. Un laboratoire, le Centre de modélisation mathématique, a été ouvert avec le concours du CNRS il y a une dizaine d’années. Le Centre de recherche et d’innovation va bientôt être créé avec Inria à Santiago… Pour un petit pays comme le Chili, avoir des laboratoires qui accueillent chaque année une quarantaine de mathématiciens français est important. Les étudiants sont attirés dans ces filières parce qu’ils voient que nos recherches intéressent des chercheurs étrangers. Les informaticiens et mathématiciens chiliens se distinguent dans le domaine des équations différentielles et celui des équations différentielles partielles, développés autour de Jacques-Louis Lions, ou encore en informatique et mathématiques discrètes et théoriques ainsi qu’en probabilités et processus stochastiques. Aujourd’hui ces 4 disciplines regroupent 200 chercheurs confirmés et forment de très bons étudiants. Deux de mes étudiants réalisent en ce moment leur thèse pour moitié en France.

Qu’est-ce qui vous a attiré vers les sciences numériques et plus particulièrement les réseaux de neurones ?

Eric Antonio Goles Chacc : C’est la pratique de l’interdisciplinarité qui m’a amené aux réseaux de neurones. A Grenoble, j’assistais à des séminaires transdisciplinaires avec des physiciens. Un jour, ces derniers ont présenté un modèle de verres de spin. Ce système m’a plu et a orienté mon sujet de thèse sur ce qu’on appelait à l’époque les réseaux à seuil. J’ai publié des théorèmes sur le sujet dans une très bonne revue et des américains des Bell-Labs ont publié après moi un résultat très similaire. Je me suis aperçu alors que mes analyses, issues de la physique, étaient en fait des modèles anciens que l’on avait abandonnés et que l’on appelait aux Etats-Unis des réseaux de neurones. Ce sujet est devenu très populaire et le nom de réseaux de neurones, plus joli, s’est imposé pour désigner un modèle de calcul inspiré du fonctionnement des neurones du cerveau.

Il y a un attrait mathématique autant que philosophique à rendre compte de phénomènes globaux à partir de comportements locaux très simples

Votre intérêt s’est porté ensuite sur les fourmis de façon tout à fait inattendue ?

Eric Antonio Goles Chacc : Cette première bifurcation a en effet découlé d’une lettre que j’ai reçue au tout début des années 1980 d’un entomologiste qui se trouvait en prison après le meurtre de sa femme. Ce spécialiste des fourmis voulait appliquer le modèle de réseaux de neurones à l’étude de la dynamique des fourmilières. C’est ainsi que je me suis intéressé aux systèmes dont le comportement est localement très simple mais dont le comportement global est très complexe comme le cerveau, la fourmilière ou la bourse. On les appelle aujourd’hui « systèmes complexes » et les réseaux de neurones artificiels forment une grande part des modèles qui leur sont appliqués. C’était une approche très moderne et stimulante, autant par ses implications mathématiques que philosophiques.

Vous avez consacré votre carrière à ces systèmes complexes ?

Eric Antonio Goles Chacc : Oui : en passant des réseaux de neurones aux fourmis, puis aux tas de sable et aux applications au calcul parallèle. La manière dont je suis arrivé aux tas de sable illustre bien comment les parcours et découvertes sont liés à des petites histoires. Pourquoi avoir appliqué mon travail aux tas de sable ? C’est le mathématicien hongrois László Lovász qui me l’a suggéré au cours d’un colloque à Sao Paolo à la fin des années 1980. Quelques années auparavant, Marcel-Paul Schützenberger m’avait appelé à la suite de la parution d’un article et posé un problème similaire. On ne parlait pas à cette époque là de tas de sable : il s’agissait de calculer la chaîne la plus petite dans un treillis de partitions d’un nombre entier. Ce travail donnait un certain recul sur la manière de traiter le problème des tas de sable. Là où des physiciens étudiaient des phénomènes moyens, je m’intéressais à la pire des situations possible, le déclanchement d’une avalanche du tas de sable.

Cette approche m’a conduit ensuite à transposer le problème sur le fonctionnement des ordinateurs parallèles que l’on peut, à un certain niveau, associer à une avalanche. Quand un processeur reçoit trop d’informations, il les délègue à un autre, etc., ce qui provoque une sorte d’avalanche qui parcourt le réseau.

Pour quelqu’un qui vient du désert le plus sec du monde (Atacama), ce parcours est plutôt intéressant. Il est dû en grande partie à la curiosité.

L'option informatique fera sa rentrée en 2012

Wed, 16 Nov 2011 00:00:00 +0100

Dès la rentrée 2012, se met en place une nouvelle option en terminale S : informatique et sciences du numérique.Gilles Dowek, Directeur de recherche informatique à Inria nous explique les enjeux qui ont prévalu à ce choix.

Les élèves sont entourés dans leur vie privée et leur vie étudiante d’objets informatiques (téléphones portables, télévisions numériques…). Il semble dès lors justifié de leur faire étudier les notions et concepts informatiques principaux pour qu’ils puissent mieux en comprendre le fonctionnement et donc les appréhender plus intelligemment. Autour d'eux gravitent des informations d’origines diverses, dont la pertinence laisse parfois à désirer ! Dans ce monde un peu hors normes, il paraît judicieux de les guider grâce à cet enseignement vers des choix éclairés de « bonnes » informations.

C’est la notion de «culture informatique» qu’il faut mettre en avant. « L’informatique doit devenir un élément de culture générale comme les autres disciplines», précise Jean Pierre Archambault. L’option ne devrait pas rester au seul niveau de terminale ; pour l’instant, c’est une « petite opération qui ne va concerner la première année que 20 000 élèves», nous confie Robert Cabane ; on comprend au travers du discours de nos différents interlocuteurs qu’elle pourrait se propager aux classes de 1ère, seconde et pourquoi pas au collège.

Elle a toute sa légitimité comme les autres disciplines, telles que les mathématiques ou les langues. Simplement, comme l’indique Maurice Nivat, Membre de l'Académie des Sciences, il faut avoir conscience que « c’est un enseignement qui ne pourra pas ressembler à celui des mathématiques ou de la physique (…). Il devra être fondamentalement plus concret (…). Peut être parce que l’informatique est un domaine où on ne peut pratiquement pas dissocier la technique de la science (…) ».

Source : ludovia.com

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.

Comment Skyper sans être observé !

Fri, 21 Oct 2011 00:00:00 +0200

Skype est une solution de voix sur IP utilisée par des centaines de millions de personnes à travers le monde. Des chercheurs Inria (Stevens Le Blond, Arnaud Legout et Walid Dabbous), en partenariat avec une équipe du Polytechnic Institute de New York, ont montré qu’un utilisateur malveillant pouvait porter atteinte à la vie privée de n’importe quel utilisateur de Skype.

En quoi consiste la faille que vous avez mise en évidence sur Skype?

Arnaud Legout : Nous avons mis en évidence le fait que des individus, sans moyens spécifiques et sans autorisation légale, étaient capables de faire le lien entre une identité sociale et une adresse IP. En collaboration avec des chercheurs du Polytechnic Institute à New-York, nous avons montré qu’en utilisant Skype, il était non seulement possible de lier une identité sociale à une adresse IP, mais qu’il était également possible de suivre les déplacements des utilisateurs de Skype ou leurs téléchargements BitTorrent. Cette attaque est indétectable par les utilisateurs de Skype et elle n’est pas bloquée par les réglages de protection de vie privée actuellement disponibles.

Est-ce une faille facile à exploiter ?

Arnaud Legout : Nous avons montré que l’on pouvait suivre de l’ordre de 10 000 utilisateurs de Skype toutes les heures pour un coût avoisinant 400 euros par semaine sans optimisation. Dans ce cadre, il est même possible d’identifier des utilisateurs derrière des NAT (Network Address Translation ou « traductions d'adresse réseau », dans le cas de réseaux internes) ou des passerelles IPv6/IPv4. Par conséquent, n’importe quelle personne ayant des compétences en informatique peut suivre les déplacements d’utilisateurs de Skype ou leur téléchargements BitTorrent (avec le détail des contenus réellement téléchargés). Des risques d’espionnage industriel ou d’exploitation malveillante d’informations personnelles sont alors à craindre. Car l’activité en ligne, les déplacements et les interactions sociales entre utilisateurs deviennent alors transparents à qui sait suivre les utilisateurs de Skype.

Cette faille est liée au fait que ces services passent par des communications pair-à-pair. Cette technologie doit-elle évoluer ?

Arnaud Legout : Pour simplifier, deux failles sont rendues évidentes. La première est liée à la nature même des communications pair-à-pair, qui permettent d’échanger des données avec n’importe qui. Il est actuellement impossible pour l’utilisateur d’un protocole pair-à-pair de bloquer toute communication. Le simple fait d’établir une connexion entre deux pairs (même si cette connexion est immédiatement fermée) est suffisant pour rendre lisible l’adresse de l’autre pair. La deuxième faille est liée à la mise en place d’annuaires utilisés dans les protocoles de voix sur IP. L’annuaire permet de trouver le nom d’une personne et de l’appeler : même si cette personne refuse ensuite l’appel, la communication pair-à-pair a été établie et elle a suffi pour rendre apparente l’adresse IP.

Cette explication, simplifiée, permet de comprendre que la faille exploitée tient à la nature ouverte d’Internet. Il est par conséquent difficile d’apporter rapidement une réponse globale à ce type d’attaques. Nous démarrons actuellement un projet ambitieux sur l’étude de solutions qui rendraient difficiles ce type d’attaques, tout en préservant la philosophie ouverte et non-contrôlée d’Internet.

Comment se protéger en attendant ?

Arnaud Legout : L’utilisation de Skype ou de BitTorrent ne présente pas en elle-même ce risque d’atteinte à la vie privée. Mais il est plus dangereux de garder les clients Skype ou BitTorrent en permanence activés lorsqu’on ne les utilise pas. En particulier, il suffit d’arrêter le client Skype pour rendre impossible la localisation avec l’attaque que nous avons décrite - à condition que le client n'ait pas été démarré dans les 72 heures précédant l'attaque. Il est donc recommandé d’arrêter le client Skype si on a une activité réseau que l’on souhaite garder confidentielle ou si l’on souhaite se déplacer sans être localisé.

Identité sociale et adresse IP

Une identité sociale est constituée de toutes les informations qui permettent d’identifier une personne (nom, prénom etc…). Une adresse IP est l’identifiant réseau utilisé pour toutes les communications sur Internet. Ainsi, en scrutant le trafic qui passe sur Internet on peut savoir qu’un utilisateur, ayant telle adresse IP, visite tel site Web ou télécharge tel contenu.

Il est cependant difficile de faire un lien entre une adresse IP et une identité sociale et de mettre ainsi un nom sur une activité en ligne. En pratique, pour faire le lien entre un nom et une activité sur Internet, il faut faire une demande officielle au fournisseur d’accès à Internet (FAI) de l’utilisateur. En effet, seul le FAI est détenteur de la correspondance entre adresses IP et identités sociales. Sans une justification légale, il est très difficile d’obtenir cette information de la part du FAI. C’est encore plus vrai lorsque le requérant n’est pas dans le même pays que la personne à identifier. Les grandes sociétés d’Internet comme Google ou Facebook peuvent également faire ce lien, mais ces sociétés ont des règles de confidentialité et sont soumises à des lois qui protègent les utilisateurs. Il en va de la confiance des utilisateurs et de la pérennité de leur activité.

Livre de Xavier Descombes : Applications de la géométrie stochastique à l'analyse d'images

Thu, 18 Aug 2011 00:00:00 +0200

Cet ouvrage a pour ambition de faire le point sur les techniques modernes de modélisation stochastique pour extraire l'information contenue dans les images numériques. Il décrit les outils de modélisation issus de la géométrie stochastique pour résoudre des problèmes concrets en analyse d'image tels que la détection d'objets, le décompte d'une population ou la reconnaissance des formes. Les différents ingrédients comme la modélisation, la simulation, l'optimisation et l'estimation sont détaillés.

De nombreux cas pratiques sont traités allant de la télédétection (extraction d'un réseau routier, détection du bâti,...) jusqu'à l'imagerie médicale (détection des espaces de Virchow-Robin) ou encore la biodiversité (décompte d'une population de flamants roses).

Applications de la géométrie stochastique à l'analyse d'images s'adresse aux étudiants en master, aux doctorants et aux chercheurs en analyse d'images. Les différents modèles et algorithmes sont détaillés de sorte que le lecteur puisse les reproduire.

Cette publication, dirigée par Xavier Descombes (directeur de recherche dans l'équipe-projet Ariana), a été éditée dans la série Signal et Image, IC2, chez Hermes.

Web : de la bibliothèque universelle à la machine virtuelle ubiquitaire

Tue, 28 Jun 2011 00:00:00 +0200

Fabien Gandon, chercheur de l'équipe-projet Edelweiss, nous raconte l'histoire du web et nous en présente les différentes facettes.

La naissance

En 1945, Vannevar Bush propose dans l’article As we may think le «Memex» (Memory Extension) une machine hypothétique inspirée de l’idée que chaque fois que nous consultons une information, nous la lions et la comparons à d’autres informations. En 1965, en citant cette idée, Ted Nelson propose une structure de fichiers susceptible d’évoluer en permanence : l’hypertexte et l’hypermédia, des documents où chaque fragment est susceptible d’être lié à un autre fragment laissant au lecteur le choix de construire son propre parcours. En 1983, Tim Berners-Lee rejoint le CERN et propose d’organiser les documents et données scientifiques du centre avec un hypertexte sur une machine multi-utilisateur. En 1989 il introduit un changement décisif : les liens (URL) entre des documents structurés (html) ne sont plus forcément sur la même machine mais peuvent traverser le réseau (http). Le Web est né.

Le web documentaire

Parmi les métaphores les plus prégnantes dès la naissance du web est celle d’une gigantesque bibliothèque universelle. Le web est alors perçu comme un système documentaire où les pages seraient des documents entre lesquels on navigue en suivant des liens et que l’on peut marquer d’un signet comme on le ferait d’un livre, mais il perd immédiatement ce statut purement documentaire. Sa première mutation sera due aux moteurs de recherche : pour permettre d’afficher les résultats d’une recherche l’architecture des serveurs web est modifiée et une page n’est plus forcément un document stocké et servi mais peut être générée à la volée (cf. CGI : interface standard entre un serveur web et un autre programme produisant un contenu généré dynamiquement)… le document devient calcul.

Le web sémantique

En parallèle et dès la première conférence sur le web (WWW 1994, Genève), Tim Berners-Lee explique que réduire le web à un espace documentaire avec des liens entre les documents c’est ne prendre en considération qu’un seul plan de la problématique. L’utilisateur ne parcourt pas le web de façon aléatoire, il mobilise des modèles qu’il a du monde. Si on arrive à comprendre ces modèles, à les représenter même partiellement et à les lier aux ressources du web, on peut alors espérer améliorer nos interactions avec le web. C’est ce que le W3C appelle le web sémantique et il faudra 10 ans pour en concevoir les standards.

Le web des données

Une première étape consistera à structurer les données sur le web d’abord en séparant le fond (structure documentaire de la page web) de la forme grâce à CSS (1996) puis grâce à la galaxie XML (1998) qui fournira un format pour de multiples langages, mais aussi des moyens de validation, d’interrogation et de transformation. Au-dessus de ce web structuré, on construit alors un web de données liées grâce au langage RDF (1999, 2004) qui nous permet de tisser un graphe mondial distribué où chaque nœud, chaque valeur et chaque arc peut être typé (RDFS, OWL, 2004) pour mieux en fixer la signification et identifier les traitements pouvant lui être appliqués.

Le web des services

Si le web 1.0 était essentiellement documentaire, les documents sont vite sortis de leur rôle d’archive pour devenir des résultats de calculs. Le web 2.0, ou web social, a rendu au web sa nature inscriptible et collaborative permettant aux gens de commenter, d’échanger, d’éditer, etc. changeant radicalement et parfois subrepticement la nature de certains de nos actes, transformant, par exemple, la lecture en un acte public. Dans le web 3.0 le web se dirige vers une gigantesque machine virtuelle offrant un nouveau paradigme de conception, développement et déploiement applicatif au sein duquel le web sémantique fournit le méta modèle des structures de données.

Le web des objets

A la richesse toujours grandissante des ressources multimédia du web s’ajoute maintenant les objets de notre quotidien qui sont de plus en plus connectés entre eux par réseau et visibles sur le web. Tous les jours un peu plus, le web se plaque en augmentation de notre réalité.

Il y a donc beaucoup de facettes au web, et le web sémantique offre un élément de réponse à l’intégration de ces facettes : il propose d’utiliser des métadonnées pour annoter les ressources du web et d’exploiter la sémantique des schémas de ces annotations pour les traiter avec intelligence. Je suis persuadé que demain, ceux qui contrôleront les métadonnées, contrôleront le web.

Le saviez-vous ?

Dans le prototype de navigateur de Tim Berners-Lee en 1991, on trouve dans le menu la fonction « Edit » : à l’origine, le web était donc modifiable. N’importe quel document pouvait être édité par n’importe qui où qu’il soit. Pour un tas de mauvaises raisons, la fonction « Edit » a disparu lorsque les premiers navigateurs grand public sont sortis dans les années suivantes et on mettra du temps à la redécouvrir notamment à travers l’émergence des wikis dans la deuxième moitié des années 90.

Olympiades de mathématiques et de géosciences : retour sur un succès

Thu, 16 Jun 2011 00:00:00 +0200

Gérard Giraudon, Directeur du centre de recherche Inria Sophia Antipolis – Méditerranée, Pierre Mari et Alain Salvadori, inspecteurs IA-IPR de Mathématiques et de SVT de l’Académie de Nice ont remis mercredi 15 juin 2011 les Olympiades de Mathématiques et de Géosciences 2011 à l’Inria Sophia Antipolis.

Pour les Olympiades de mathématiques

22 candidats ont été récompensés, 17 dans la catégorie « copie sélectionnée par le jury » et 5 candidats dans la catégorie « copie primée par le jury ». C’est Matthieu Zhang du lycée International de Valbonne qui a eu le 1er prix académique.

Près de 250 élèves de première des Alpes-Maritimes et du Var avaient concouru le 23 mars aux Olympiades de mathématiques, une participation qui avait plus que doublé par rapport à l’année dernière. Et le succès est au rendez-vous puisque deux candidats de l’académie ont été récompensés au niveau national à Paris le 8 juin 2011 en présence de Jean-Michel Blanquer, directeur général de l’enseignement scolaire, Matthieu Zhang et Maxime Faron du lycée Saint Exupéry de Saint-Raphaël.

Pour les Olympiades de Géosciences

11 candidats de l’académie ont été récompensés et parmi eux, Mathieu Zhang, également premier prix académique pour les olympiades de Géosciences. En tout, 80 élèves de première scientifique avaient concouru le 11 mai aux Olympiades de géosciences, une participation qui s’est accrue de 25% en 4 ans. Et le succès là aussi est au rendez-vous puisque deux candidats de l’académie, scolarisés au lycée international de Valbonne, vont bientôt être récompensés au niveau national à Paris le 22 juin 2011 en présence du ministre de l’Education nationale, de la jeunesse et de la vie associative.

L’objectif de ces Olympiades est de repérer des talents mais aussi de rassembler le plus grand nombre d’élèves pour stimuler la créativité, l’esprit critique, le goût de la recherche en les confrontant à des exercices non standards. Les olympiades de Mathématiques et de Géosciences participent au développement et à la valorisation de la culture scientifique et stimulent chez les élèves l’initiative et le goût de la recherche.

Cette cérémonie de remise des prix aux lauréats académiques a également été marquée par la projection d’un film sur l’histoire de l’informatique et d’une conférence : «Traitement numérique de la géométrie, lorsque nos maths s'incarnent dans les ordinateurs » par Pierre Alliez, directeur de recherche à l’Inria.

Inria partenaire des Olympiades de mathématiques

En s’associant aux Olympiades de mathématiques, l'Inria entend ainsi rapprocher l’univers de la recherche en sciences du numérique (en particulier des mathématiques) de celui des lycées. C'est une des actions de communication que l'Institut engage vers les jeunes pour promouvoir les disciplines scientifiques, leur donner le goût des sciences et les sensibiliser aux questions scientifiques soulevées par l’informatique, au monde numérique qui les entoure.

Pour quoi tu cherches, un court métrage sur l'histoire de l'informatique

Tue, 17 May 2011 00:00:00 +0200

Pour que les sciences informatiques fassent partie de notre histoire, ce court métrage nous invite à découvrir quelques grands personnages qui ont fait émerger les grandes idées qui fondent l'âge numérique d'aujourd'hui.

Ce «docu-fiction» cible un public jeune (milieu de collège à lycée) et permet d’éveiller le désir d’en savoir plus sur les sciences informatiques, que ce soit pour s’orienter vers les filières scientifiques ou pour maîtriser le monde numérique au quotidien.

L’originalité de la méthode repose sur un travail de double écriture entre une équipe de scientifiques et une société de production audiovisuelle.

Il est co-financé par l'Etat (Délégation Régionale à la Recherche et à la Technologie) et la Région Provence-Alpes-Côte d'Azur, avec l’Inria, VSP et Dk-Motion et a été réalisé grâce à l’aide de nombreuses et nombreux collègues.

Modéliser le vivant : créer des plantes virtuelles pour comprendre, simuler, tester

Thu, 14 Apr 2011 00:00:00 +0200

Les plantes poussent....phénomène, banal en apparence, est en fait le résultat d’un ensemble de processus encore imparfaitement connus et maîtrisés. Pour comprendre la croissance des plantes, gérer l’état de la végétation, contrôler et prévoir sa production, les chercheurs en biologie, botanique et agronomie font depuis quelques années appel à la modélisation : ils créent des plantes virtuelles.

Modélisation informatique d'une plante

Une plante virtuelle est un objet informatique qui décrit la plante comme un ensemble de composants représentants les organes (entrenœuds, feuilles, tiges ou structures géométriques plus complexes, ..) et dont le fonctionnement et l'interaction reproduisent plus ou moins fidèlement le processus de croissance de la plante.

Parce que, entre autres, les niveaux d'organisation sont nombreux et étroitement enchevêtrés, que l'interaction avec l'environnement est complexe (température, humidité, lumière, éléments nutritifs), et que les processus physiologiques et génétiques recèlent une forte variabilité et de nombreuses zones d'ombre, il est extrêmement difficile de prédire la croissance d'une plante. La modélisation informatique révolutionne ce problème en permettant de simuler les mécanismes de développement, de formaliser l’incertitude des connaissances biologiques, de tester des interactions plante/ environnement, à la vitesse du calcul (et non de la croissance réelle de la plante). Bien sûr pour cela de nombreuses hypothèses simplificatrices sont effectuées pour chaque modèle et des campagnes de mesures géométriques, physiologiques et physiques de terrain permettent de choisir les paramètres numériques pertinents et d’évaluer la qualité des modèles ainsi construits.

Observation in vivo des méristèmes

A l’échelle tissulaire, les progrès spectaculaires de la génétique, de la biologie moléculaire, des biotechnologies et de l’imagerie nous permettent aujourd’hui de rentrer dans le coeur du moteur de la croissance des plantes : les méristèmes. Il est ainsi possible d’observer in vivo ces petites populations de cellules embryonnaires qui se situent à l’extrémité de chaque tige et qui construisent de proche en proche tous les organes de la plante. Grâce à la modélisation, il est possible de reconstruire ces méristèmes en 3 dimensions avec une résolution cellulaire (voir images ci-contre), de suivre leur développement dans le temps, de modéliser l’interaction des gènes responsables de la différentiation cellulaire ainsi que les forces qui président à la formation des différents organes.

Comment les gènes contrôlent-ils le développement des formes végétales ? Par quels mécanismes ? Après avoir décrypté les premiers génomes d’organismes biologiques dans les années 2000, la recherche peut s’attaquer à la question de la morphogenèse sur une base moléculaire et génétique.

C’est ce travail qu’illustre l’activité pluridisciplinaire de cette équipe-projet Inria commune avec le CIRAD et l’INRA. Ce groupe de chercheurs de Montpellier travaille dans un domaine qui se nomme biologie computationnelle, créant de nouveaux outils mathématiques et algorithmiques pour la modélisation multi-échelles, géométrique et statistique du développement des plantes.

Le saviez-vous ?

C’est en 4D (3D + temps) que s’étudie le développement d’une plante. Plusieurs équipes de chercheurs de l’Inria, de l’INRA, de l’ENS-Lyon et du CIRAD ont mis en commun leurs compétences en microscopie, biologie moléculaire, informatique et mathématiques afin de développer une chaîne de traitements capable de numériser des tissus végétaux observés au cours de leur croissance à l’aide de microscopes confocaux (permettant de pénétrer et d’observer les tissus dans leur masse). Ce travail ouvre de nouvelles et nombreuses perspectives sur la compréhension de la morphogenèse végétale et animale et ses applications dans toutes les sciences de la vie.

Ces travaux ont donné lieu à une publication « Imaging plant growth in 4D: robust tissue reconstruction and lineaging at cell resolution » dans la prestigieuse revue Nature Methods en 2010.

Un pionnier de la théorie des jeux appliquée aux réseaux reconnu par ses pairs

Mon, 14 Mar 2011 00:00:00 +0100

L’Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) vient de décerner à Eitan Altman, directeur de recherche de l’équipe Maestro, Inria Sophia Antipolis - Méditerranée le grade de Fellow IEEE pour sa contribution au domaine de l’analyse, de l’optimisation et du contrôle des réseaux de télécommunication. Un domaine jeune que ce chercheur a contribué à établir et enrichir en adaptant des outils créés dans d’autres branches de la théorie des jeux. Entretien.

Pourquoi appliquer la théorie des jeux aux réseaux ?

Eitan Altman : La théorie des jeux peut être utilisée dans tous les domaines où interviennent des questions de compétition stratégique. Cela va de l’économie à l’étude du réseau routier. La percée de cette théorie dans les réseaux de télécommunication (Networking Engineering Games) date des années 1990. Un nouveau domaine d'étude a émergé autour du routage, du contrôle de flux, du contrôle d’accès et de puissance, et de la sécurité du réseau. L'intérêt de la théorie des jeux pour la conception même des réseaux s’est imposé avec la multiplication d’opérateurs concurrents et la compétition accrue entre fournisseurs de service, fournisseurs de contenus et fabricants d’équipements pour les réseaux. Un grand nombre de problèmes intéressant la théorie des jeux ont surgi avec le succès des téléphones mobiles. Celle-ci permet en particulier d’étudier et de concevoir des réseaux autonomes, comme les DTN (dont les connexions se font par proximité et non par un opérateur), en tenant compte des fortes contraintes liées aux ressources énergétiques limitées de ces appareils.

Pouvez-vous donner quelques exemples d’applications de ces recherches ?

Eitan Altman : Nous avons par exemple conçu, au sein du projet européen Bionet, des algorithmes de routage et de gestion de l’énergie capables de porter des applications comme l’échange automatique de fichiers sur des réseaux autonomes. Un autre exemple est le réseau de téléphone intelligent MediaFaun sur lequel je travaille actuellement en collaboration avec des spécialistes de théâtre et d’informatique de la nouvelle SFR (Structure Fédérative de la Recherche) de l’université d’Avignon qui porte sur les « Sciences et technologies des cultures et sociétés numériques ». Nous avons étudié la possibilité de fournir des services multimédia lors de grandes manifestations comme le Festival d’Avignon ou la Fête de la musique qui réunissent beaucoup de monde sur une courte durée. Ces services peuvent concerner des annonces sur les spectacles en cours ou sur le point de commencer, accompagnées de clips vidéos trop volumineux ou chers pour être diffusés via les réseaux des opérateurs cellulaires.

Où en est-on aujourd’hui et quelles sont les perspectives ?

Eitan Altman : Le domaine des jeux dans les réseaux est jeune et beaucoup de voies restent à explorer. La compréhension de la dynamique de la compétition devient aussi importante que les notions d’équilibre. Une source d’inspiration intéressante est la biologie qui traite également de systèmes autonomes et de compétition pour des ressources. Les jeux dits évolutionnaires me paraissent de ce point de vue très fructueux car ils s’appliquent à des systèmes dynamiques, en évolution. J’ai d’ailleurs contribué à développer les aspects théoriques de cette approche. L’épidémiologie est également une source d’inspiration pour comprendre comment un virus se propage ou comment améliorer un réseau pour qu’il soit plus rapide et plus performant. On sait par exemple aujourd’hui accélérer la propagation d’une information avec des outils comme les caches ou les graphes de recommandation.

Un autre aspect encore trop peu étudié et dont l’apport pourrait s’avérer conséquent sont les jeux coopératifs ou de coalition. Ils permettent en effet d’identifier des situations où la coopération peut créer une valeur ajoutée par rapport au comportement non coopératif. Cette approche est adaptée par exemple aux questions posées par la neutralité du Net dont on parle beaucoup actuellement et dont l’aspect principal est de garantir le traitement équitable (non discriminant) des paquets d’information acheminés par les opérateurs (discrimination du point de vue de la vitesse, du coût, du protocole, du service, de la source ou de la destination du paquet, etc.). Elle peut contribuer à établir des modèles économiques alternatifs de tarification d’internet et de partage des profits qui soient capables de stimuler le développement des réseaux, un grand enjeu économique à l’heure actuelle. Je travaille sur ces questions dans le cadre du SFR d’Avignon ainsi que dans l’action de recherche collaborative Meneur financée par l’Inria.

Parcours en quelques dates

1990 : thèse en Electrical Engineering, Technion, Israël

1990-1992 : post-doctorat à l’Inria, à Sophia Antipolis (projet Meval)

1998 : Thèse d'habilitation, Université de Nice-Sophia-Antipolis (Constrained Markov Decision Processes)

1992- ... : il partage son temps entre l’Inria et l’université d’Avignon

2008 : il devient membre du laboratoire commun Alcatel-Lucent Inria

2010 : il se voit décerner le grade de Fellow IEEE pour ses contributions à l'analyse, l'optimisation et le contrôle des réseaux

Tony DeRose : « La France est un pays attractif pour sa culture des mathématiques »

Mon, 14 Mar 2011 00:00:00 +0100

Le 10 février, les équipes du centre de recherche de Sophia Antipolis - Méditerranée ont eu le plaisir d'accueillir le chef du département de recherche des studios d'animation Pixar, l'américain Tony DeRose. Il a présenté son travail lors du colloquium Jacques Morgenstern et a visité l'Inria. Bref aperçu de son travail et de ses impressions sur la France.

Pouvez-vous nous parler des studios Pixar, et en particulier de votre équipe de recherche ?

Tony DeRose : 1 200 personnes travaillent pour les studios Pixar. L'équipe de recherche de Pixar se compose de six chercheurs, sans compter les stagiaires et les post-doctorants. Pour autant que je sache, nous sommes la seule société d'animation par ordinateur à disposer d'un service de recherche. Ce service a été créé en 2004 : nous avions besoin de prendre des risques, mais sans compromettre aucun projet en particulier. Nous avons le goût du risque chez Pixar, mais aussi chez Disney (environ 20 % de nos efforts). Nous essayons de rester informés et de développer les technologies d’avant-garde. Il peut se passer quatre ans avant que notre travail ne soit utilisé dans un film.

Pouvez-vous nous donner un aperçu de l'état actuel de la R&D dans le cinéma ?

Tony DeRose : Cela dépend : jusqu'où voulez-vous remonter en arrière ? J'ai passé 15 ans chez Pixar. Quand j'ai débuté, le travail sur les cheveux était épouvantable, nous n'arrivions pas à restituer la complexité de l'environnement. Nous avons dû inventer la plupart des technologies avec lesquelles nous travaillons à l'heure actuelle. Aujourd'hui, les déplacements des personnages sont de plus en plus bluffants, et les coûts de production ont diminué.

Quels sont les défis pour la R&D dans le cinéma ?

Tony DeRose : Les domaines à fortes répercussions pour le groupe de recherche sont l'éclairage, la simulation et les interfaces. L'éclairage est le dernier travail sur un film. L'artiste éclairagiste place les sources virtuelles de lumière, puis le rendu est exécuté pour créer l'imagerie finale pour le film. À l'époque du premier Toy Story, il y a 15 ans, lorsque l'éclairagiste numérique déplaçait une lumière, il fallait attendre 4 heures pour voir les images finales. Aujourd'hui, notre rendu est environ 1 000 fois plus rapide, mais également 1 000 fois plus complexe, donc ça prend toujours 4 heures. Notre but est d'arriver à ce que ce processus d'éclairage se fasse en temps réel. Cela représente une accélération d'environ 10 000 fois. Nous parviendrons à combler ce fossé en trouvant des solutions au niveau algorithmique, de l'ingénierie et du matériel. Concernant la simulation, nous continuons à travailler sur les phénomènes complexes comme la manière de bouger des cheveux, de la fumée ou des vêtements, l'ondulation de l'herbe sous l'effet du vent, les éclaboussures… Autre domaine de recherche : les interfaces. Chez Pixar, nous créons tous nos logiciels. Les artistes les utilisent dix heures par jour, et ils travaillent principalement avec une souris et un clavier, parfois un cintiq (dispositif de dessin direct avec un stylet). Ce n'est pas idéal. C'est pourquoi, il y a deux ans, nous avons commencé à utiliser une technologie avant-gardiste mais émergente : l'écran tactile multitouch. Nous avons construit notre propre station de travail multitouch. L'un des avantages potentiels est que le vocabulaire gestuel est très vaste. Nous avons effectué des tests et nous sommes désormais capables de produire des résultats de qualité avec environ 20 % de temps gagné par rapport aux interfaces traditionnelles avec souris et clavier.

Quelle est la raison de votre venue en France ?

Tony DeRose : L'équipe de Georges Drettakis à l'institut travaille sur des sujets proches et complémentaires par rapport aux nôtres. Cela ne correspond pas tout-à-fait à ce que nous faisons dans le domaine du contrôle du niveau de détail, mais nous pensons pouvoir combiner leurs travaux avec ce que nous avons fait et avons prévu de faire, par exemple développer un contrôle automatique du niveau de détail, afin d'augmenter progressivement le détail au fur et à mesure que le modèle grossit à l'écran. Et la France est un pays attractif : elle a une grande culture des mathématiques. La qualité de la recherche est au niveau des meilleures universités américaines. Il me semble également que les stages sont mieux intégrés dans le système éducatif européen. Nous avons en moyenne deux européens dans nos équipes. Les étudiants américains ayant généralement beaucoup de cours, ils ne sont souvent disponibles que pendant l'été, nous embauchons des étudiants européens pendant l'hiver et le printemps et pour de plus longues périodes.

George Drettakis, responsable de l’équipe-projet REVES

« J'ai rencontré Tony DeRose au moment de la préparation des conférences SIGGRAPH et SIGGRAPH Asie 2010, qui présentait les tout derniers résultats de recherche en infographie et techniques interactives. Nous étions tous les deux en charge de programmes spécialisés et nous avons travaillé ensemble. Comme nous avons des intérêts scientifiques communs, le comité d'organisation colloquium Jacques Morgenstern l'a invité. Sa présentation a été très suivie, avec plus de 300 étudiants, chercheurs et industriels présents. Sa rencontre avec notre équipe a été une expérience enrichissante pour tout le monde, notamment pour les étudiants. Dans notre équipe de recherche Reves, nous suivons ce que les membres du département de recherche de Pixar publient et cela nous a inspiré, en particulier concernant les problèmes de rendu. Nous avons développé de nouvelles techniques de texturation procédurale basées sur Gabor Noise, inspirées du travail précédent de la recherche Pixar. Nos défis scientifiques, notamment dans le domaine du rendu et de la texturation, sont complémentaires. Nous avons montré à Tony la plupart de nos projets récents et en cours. Il a été particulièrement intéressé par les travaux complémentaires utilisant Gabor Noise. »

Se rassembler pour améliorer le traitement de l’eau

Mon, 28 Feb 2011 00:00:00 +0100

Treasure est l’un des réseaux du programme EuroMéditerranée 3+3 initié en 2006 pour favoriser les liens régionaux dans le pourtour méditerranéen. L’objectif de ce réseau pluridisciplinaire et transméditerranéen est de mettre au point un système de dépollution de l’eau efficace, capable de répondre aux besoins en eau croissants en Afrique du Nord. Le point sur cette collaboration exemplaire, à deux voix : Jérôme Harmand et Brahim Cherki.

Quel est l’objectif du réseau Treasure ?

Jérôme Harmand : A l’origine, Treasure était un projet de recherche qui traitait de questions plutôt académiques. Le sujet s’est précisé en se confrontant aux besoins spécifiques des pays du Maghreb et en faisant la preuve de sa pertinence socio-économique. La thématique adoptée, la modélisation et le contrôle de bioprocédés pour la réutilisation des eaux usées en agriculture, est au croisement de deux problématiques cruciales pour l’Afrique : le besoin croissant en eau, notamment pour l’agriculture, et les problèmes de traitement des eaux usées. Notre projet répond aux deux à la fois, en proposant une épuration biologique susceptible de fournir de l’eau de qualité suffisante pour l’irrigation des cultures.

Brahim Cherki : L’état algérien engage beaucoup d’argent pour réaliser des stations d’épuration mais il n’y a quasiment aucune recherche concernant le développement des techniques membranaires qui sont les seules à ce jour à fournir une eau de qualité pour l’irrigation. Il faut investir sur cette technologie pour le futur. Nous avons obtenu du ministère de la Recherche algérien des fonds pour co-financer l’achat d’un bio-réacteur qui nous permettra de tester nos modèles destinés à optimiser ces procédés.

Comment fonctionne ce réseau ?

Jérôme Harmand : Le réseau Treasure fonctionne surtout sur des échanges et l’organisation de séminaires. Il est financé par l’Inria mais est également abondé depuis 2008 par des projets bilatéraux et d’autres institutions françaises (Inra, Cirad) ou de pays partenaires. Il a également vocation à répondre à des appels d’offre européens, comme le projet CoAdvise. Treasure compte aujourd’hui une dizaine de partenaires dont l’Inria, l’INRA et l’IRD en France, et des laboratoires espagnol, italien, belge, tunisien et algérien.

Brahim Cherki : Treasure joue un rôle d’organisateur, de facilitateur de relations tout à fait exceptionnel, en finançant de la mobilité. Notre collaboration avec l’Inria est ancienne puisqu’elle date de la première école d’automatique organisée par le Cimpa1 à Tlemcen en 2003 et que nous avons par la suite tenu des cours et des colloques de façon régulière. Mais notre intégration dans le programme EuroMéditerranée 3+3, avec le réseau Treasure sur le traitement de l’eau, a permis de financer de nombreux échanges. Nous avons participé à des écoles à Narbonne, à Sfax, à Casablanca, à Yamoussoukro, et établi des contacts très intéressants avec des équipes espagnoles, italiennes et tunisiennes. Ces échanges nous permettent en particulier d’acquérir des connaissances dans le domaine des biotechnologies car nous sommes un laboratoire d’automatique, c’est-à-dire dévolu au contrôle des procédés.

Y-a-t-il d’autres apports de Treasure à votre laboratoire de Tlemcen ?

Brahim Cherki : Grâce à notre participation à Treasure, nous pouvons également répondre à des appels d’offres lancés par d’autres organismes. Notre projet Air-Sud par exemple a été sélectionné à l’IRD et a permis de financer une grande partie de notre bioréacteur. Mais nous avons pu également bénéficier du projet européen CoAdvise, grâce auquel nous pouvons financer des thèses : deux se déroulent à l’école polytechnique de Milan et deux autres en France, au LBE de l’INRA avec Jérôme Harmand et dans l’équipe Modemic à Montpellier.

Quels sont les enjeux scientifiques de Treasure et les avancées obtenues ?

Jérôme Harmand : Les écosystèmes anaérobies, c'est-à-dire qui se développent en absence d'oxygène, présentent de nombreux avantages par rapport aux systèmes aérobies (qui ont besoin d'oxygène pour vivre). Ils sont moins gourmands en énergie, produisent une quantité réduite de boues et dégagent du méthane qui peut être valorisé par ailleurs. Couplés à des membranes microporeuses, ces systèmes produisent une eau de meilleure qualité que les procédés de traitement traditionnels. Néanmoins, dans les procédés à membranes, de nombreux phénomènes de prédation entre micro-organismes et de mort cellulaire libèrent de très petites molécules susceptibles de colmater les membranes. Ils doivent être étudiés de près afin d'optimiser le système. Notre rôle de mathématiciens est de mettre en équations la connaissance et les données des biologistes, de chercher et analyser les lois qui gouvernent les écosystèmes microbiens et, lorsque ces modèles ont été validés par les données expérimentales, les utiliser pour optimiser le procédé. Inria trouve là un terrain de jeu qui lui est familier.

Brahim Cherki : D’où l’importance du bioréacteur de 50 litres qui sera très prochainement opérationnel à Tlemcen. Il nous permettra d’identifier les paramètres biologiques du modèle de bioréacteur anaérobie que nous avons développé et de tester nos hypothèses sur la manière dont se produit le colmatage des membranes. Nous avons notamment écrit l’équation dynamique qui gouverne l’accumulation des produits microbiens dans la membrane microporeuse. Il faut maintenant démontrer sa pertinence vis-à-vis des expériences. Parallèlement, nous invitons systématiquement un industriel algérien, spécialiste du traitement des eaux, lorsque des membres du réseau viennent à Tlemcen. Il se montre très intéressé par nos travaux et serait preneur des technologies que nous développons.

L’épuration en bioréacteur

Le principe de ce procédé consiste à mettre l'eau usée en contact avec des micro-organismes qui utilisent la pollution pour leur croissance. Dans un second temps, l'eau épurée est séparée des boues par décantation ou par une barrière physique telle une membrane de filtration. Les systèmes ordinaires reposent sur l'activité de micro-organismes aérobies, c'est-à-dire qui ont besoin d'oxygène pour vivre. Ils présentent deux inconvénients majeurs pour les applications visées : ils sont très coûteux en énergie car il est nécessaire de les agiter sans arrêt pour les aérer, et ils produisent une grande quantité de boues dont on ne sait que faire. En outre, si l'étape de séparation est réalisée par un système de décantation gravitaire (sans barrière physique) l'eau est impropre à l'irrigation car il peut subsister des micro-organismes pathogènes.

La technique anaérobie repose pour sa part sur des micro-organismes qui vivent en absence d'oxygène. Les boues n'ont donc pas besoin d'être aérées mais, pour fonctionner correctement, la température doit être assez élevée (l'optimal étant de 37°), ce qui en fait une voie de traitement particulièrement bien adaptée aux climats arides. Un autre avantage présenté par cette technique est qu’elle produit une quantité beaucoup plus faible de boue et dégage du méthane qui peut être valorisé par ailleurs. Couplé à une membrane, la qualité de l'eau obtenue répond aux normes européennes pour l'irrigation des surfaces agricoles. Alors où est le problème ? Les petites molécules issues de la mort des micro-organismes restent longtemps dans le circuit et sont susceptibles de colmater rapidement les filtres. Les chercheurs suggèrent quelques pistes, comme par exemple soumettre les membranes à une insufflation continue de gaz carbonique. Reste à tester les solutions en grandeur nature sur les bioréacteurs de laboratoire et à rechercher les meilleures conditions de fonctionnement du système.

Retour sur les Rencontres dédiées aux nouveaux services mobiles

Thu, 17 Feb 2011 00:00:00 +0100

Le 21 janvier dernier, une nouvelle édition des Rencontres Inria Industrie s’est tenue à Sophia Antipolis sur le thème du développement des nouveaux services mobiles, fruit du partenariat entre l’Inria et le pôle Solutions communicantes sécurisées (SCS). Cet événement affichait complet 15 jours avant la date. Il a rassemblé près de 200 acteurs de l’écosystème mobile venus écouter les interventions des17 conférenciers et voir les 17 démos de technologies issues d'Inria, de ses spin off et de partenaires industriels et académiques.

La matinée, consacrée à des présentations sur l'état de l'art en matière d'infrastructure et de sécurité des services mobiles a également donné lieu à des débats sur les avantages comparés des différentes méthodes de développement d'applications.

L'après midi a été rythmée par des témoignages et des retours d'expérience des collectivités locales et de grands groupes utilisateurs de services "m-commerce" et "sans contact".

Pour répondre à des attentes fortes sur la visibilité des travaux de recherche, une quinzaine de démos de technologies et d'applications innovantes sur mobiles ont été présentées par des équipes de recherche Inria et par leurs partenaires technologiques : start-up Inria, PME et partenaires académiques.

Rendez-vous pour de nouvelles Rencontres Inria Industrie en septembre prochain à Saclay-Ile de France !

Remise du prix Specif à Stanley Durrleman

Mon, 14 Feb 2011 00:00:00 +0100

Le 3 février dernier à Grenoble, trois jeunes chercheurs étaient à l’honneur. Ils ont reçu officiellement, au cours d'une cérémonie associant l'Académie des Sciences, le prix de thèse Gilles Kahn 2010 décerné par la Société des personnels enseignants et chercheurs en informatique de France (Specif). L'un des deux deuxième prix était remis à Stanley Durrleman, qui a préparé sa thèse à l'institut Sophia Antipolis - Méditerranée avant de poursuivre un post-doc à l’étranger.

Stanley Durrleman a obtenu le 2ème prix Gilles Kahn pour sa thèse intitulée "Statistical models of currents for measuring the variability of anatomical curves, surfaces and their evolution" sous la direction de Nicholas Ayache, Xavier Pennec et Alain Trouvé. C’est à l’université de Nice - Sophia Antipolis, en co-tutelle avec l'ENS Cachan dans l'EPI ASCLEPIOS, qu’il a été doctorant avant de rejoindre l'université d'Utah (USA) en post-doctorat.

« Ce prix est d’abord une reconnaissance du travail fourni, même si beaucoup d’autres thèses ont aussi beaucoup de valeur. En termes de visibilité, l’impact est important : ce prix est une aide pour les dossiers de candidatures et les opportunités de collaboration. Il donne un label de qualité et facilite les contacts. Je l’apprécie d’autant plus qu’il porte le nom de Gilles Kahn. C’est un symbole car cet ancien directeur de l’Inria a beaucoup œuvré au rapprochement de l’informatique et des domaines de la biologie et de la santé. Il n’aurait pas renié l’état d’esprit dans lequel j’ai conduit ces travaux avec mes encadrants. Nous avons développé un outil indispensable pour une meilleure compréhension de la variabilité des structures anatomiques au sein de populations. Et pour comprendre l’impact d’une pathologie sur ces structures, il faut faire tourner des algorithmes très sophistiqués afin d’extraire et traiter le volume considérable des informations tirées d’images médicales. » - Stanley Durrleman.

Le sujet de Stanley Durrleman

Mieux comprendre les formes anatomiques

Cette thèse propose une approche pour analyser et comprendre l’immense variété des formes anatomiques observées dans les images médicales. Ce qui permet, notamment, d’appréhender ce qui distingue une structure saine d’une structure pathologique. Basée sur des outils méthodologiques, numériques et algorithmiques, cette méthode générique - et non plus fonction de chaque pathologie - permet l’analyse systématique de structures anatomiques quelles que soient leur forme (courbes, surfaces, volumes, ensemble de points) et leur topologie. Autre innovation résultant des travaux de Stanley Durrleman : l'analyse statistique de l'évolution de formes à partir de données longitudinales où chaque sujet est observé plusieurs fois dans le temps. Un moyen, par exemple, de détecter de façon systématique les retards de développement liés à l’autisme. Suite à cette thèse, l’outil d’investigation exoShape a été mis à la disposition de la communauté scientifique.

Cru 2010 du prix de thèse Gilles Kahn

Mon, 31 Jan 2011 00:00:00 +0100

Le 3 février prochain à Grenoble, trois jeunes chercheurs seront à l’honneur. Ils recevront officiellement, au cours d'une cérémonie associant l'Académie des Sciences, le prix de thèse Gilles Kahn 2010 décerné par la Société des personnels enseignants et chercheurs en informatique de France (Specif). Le premier prix, Xavier Allamigeon, vient d’être recruté dans l’équipe MAXPLUS à Saclay. Les deux lauréats du deuxième prix, Sébastien Bubeck et Stanley Durrleman, ont préparé leur thèse à l'institut avant de poursuivre un post-doc à l’étranger. Coup de projecteur sur ces trois « révélations » 2010.

Xavier Allamigeon, lauréat du premier prix

Le premier prix Gilles Kahn a été attribué à Xavier Allamigeon pour sa thèse intitulée « Analyse statique de manipulations de mémoire par interprétation abstraite - Algorithmique des polyèdres tropicaux, et application à l'interprétation abstraite ». Elle a été effectuée au sein du laboratoire Modélisation et analyse des systèmes en interaction et de l'équipe de recherche SE/IS d'EADS Innovation Works. Xavier Allamigeon a été recruté en septembre à l'institut Saclay – Ile-de-France pour un détachement de trois ans en tant que chargé de recherche dans l’équipe-projet MAXPLUS.

« Ce prix Gilles Kahn représente pour moi avant tout une reconnaissance : quand on fait de la recherche, on est un peu « la tête dans le guidon » ; on espère que notre travail a de la valeur sans avoir forcément de vision objective. Etre lauréat est d’autant plus satisfaisant que cet événement a suivi l’acceptation de mon dossier par l’Inria pour un détachement. L’informatique est une discipline qui réalise un bon compromis entre théorie et pratique. Il est possible d’appliquer les résultats qu’on a pu découvrir en créant des logiciels et des outils de vérification : c’est ce que j’ai fait au cours de ma thèse chez EADS. C’est pourquoi j’ai souhaité continuer à l’Inria qui est pour moi un institut de référence en mathématiques appliquées et en informatique, et intègre des valeurs importantes à mes yeux : le dynamisme et l’ouverture d’esprit. Les chercheurs y sont encouragés à découvrir d’autres applications de leurs travaux, à ouvrir les perspectives. Je vois mon avenir proche dans la recherche académique, que je trouve très excitante intellectuellement. Pour la suite, en tant qu’ingénieur du corps des Mines, la décision ne dépendra pas que de moi, mais je reste ouvert à toutes les opportunités de carrière » - Xavier Allamigeon.

Le sujet de Xavier Allamigeon

Un outil de vérification de logiciel contre les pirates informatiques
Les bugs liés à de mauvaises manipulations de la mémoire d’un logiciel peuvent avoir de graves conséquences, permettant par exemple à un pirate informatique de prendre le contrôle d’une machine. Les conséquences sont d’autant plus dramatiques que le système est critique, comme c’est le cas des avions, des fusées ou des centrales nucléaires. D’où l’importance des travaux comme ceux de Xavier Allamigeon. Ce dernier s’est attaché à développer une approche originale permettant de vérifier automatiquement et de façon exhaustive l’absence de ce type de bugs au cours de la phase test d’un logiciel. Pour ce faire il a établi un lien entre des sujets qui paraissent a priori éloignés : l’algèbre max-plus ou tropicale, pour laquelle l'addition et la multiplication sont remplacées par les opérations comme "2 et 2 font 2" ou "2 fois 3 font 5", et des techniques avancées de vérification automatique de logiciels. Le point essentiel a été de démontrer l’efficacité des polyèdres tropicaux pour déterminer les propriétés numériques complexes faisant intervenir les opérations min et max sur les données manipulées par les logiciels. Puis, pour automatiser cette approche, il a fallu trouver une manière efficace de faire des calculs sur les polyèdres tropicaux. Xavier Allamigeon a ainsi proposé une meilleure compréhension de leurs propriétés mathématiques et conçu des algorithmes performants pour réaliser des opérations géométriques sur ces objets. Selon le souhait du jeune chercheur, cet outil de vérification est public et sous licence libre. Il est destiné à toute personne créant des logiciels : ingénieur, chercheur, industriels, etc.

Sébastien Bubeck, lauréat du deuxième prix

Sébastien Bubeck a obtenu le 2ème prix Gilles Kahn pour l’aspect prometteur de sa thèse « Jeux de bandits et fondations du clustering » (co-encadrée par Rémi Munos de l’équipe de recherche Inria SEQUEL et Cristina Butucea professeure au Laboratoire Paul Painlevé de l'Université de Lille 1). Deux sujets très différents reliant les mathématiques, l’informatique théorique et la statistique.

« Ce prix me permet d’être reconnu par la communauté des informaticiens. Je suis mathématicien et, en faisant ma thèse à l’Inria, j’avais ce regard de mathématicien sur un domaine qui est à la frontière entre l’informatique théorique, les mathématiques et la statistique. Cela me plaît d’être à la croisée des chemins, d’avoir conscience que les algorithmes doivent être implémentés sur un ordinateur, appliqués dans le domaine réel. Le point clé du jeu du bandit consiste à modéliser toutes les situations où un compromis doit être trouvé entre la prise de nouvelles décisions et l’exploitation de décisions que l’on sait être bonnes. Par exemple, dans un centre d’appel, quelle question doit poser l’opérateur en premier ? Quelle offre faire d’abord au client en ligne ? Nos recherches apportent de véritables solutions à ces problèmes » - Sébastien Bubeck.

Le sujet de Sébastien Bubeck

Le jeu du bandit

Le jeu du bandit, basé sur le principe de l’action-récompense, a été développé dans les années 50. Il modélise de nombreux problèmes concrets en mathématiques appliquées, comme la prise de décision répétée en milieu incertain. Ses algorithmes interviennent dans des phénomènes aléatoires qu’on ne maîtrise pas, comme, par exemple, le placement de bandeaux publicitaires sur une page Internet. Quelle publicité va attirer l’attention de l’utilisateur en premier ? Qu'est ce qui se serait passé si on avait présenté au visiteur une publicité différente ? C’est à ce type de questions que les algorithmes de jeu du bandit tentent de répondre. Cette application est déjà utilisée par des entreprises comme Google depuis les années 2000. Le jeu du bandit va permettre d’autres applications non encore disponibles telles que la gestion intelligente des stocks, la recherche efficace d'une fréquence radio ou d’une fréquence de communication pour un dialogue entre téléphones mobiles.

La seconde partie de la thèse de Sébastien Bubeck est dédiée au problème de la recherche de « groupes », ou clustering, dans un ensemble de données. En définissant de nouvelles méthodes de classement de données, les travaux de Sébastien Bubeck apportent un nouveau point de vue théorique sur la façon d’analyser les algorithmes de clustering.

Stanley Durrleman, lauréat du deuxième prix

Le sujet de Stanley Durrleman

Mieux comprendre les formes anatomiques

Livre de Tamer Özsu et Patrick Valduriez : Principles of Distributed Database Systems

Mon, 24 Jan 2011 00:00:00 +0100

In the third edition of the textbook Principles of Distributed Database Systems, the authors address new and emerging issues in the field while maintaining the key features and characteristics which made the success of the previous editions. The text has been thoroughly revised and updated to reflect changes in the field over the last decade. The major changes include detailed treatment of database integration and querying, data replication and database clusters. New topics include Peer-to-Peer data management, Web and XML data management, data streaming and cloud computing. This comprehensive text focuses on concepts and technical issues while exploring the development of distributed database management systems.

Nouveaux services mobiles

Thu, 13 Jan 2011 00:00:00 +0100

Inria invite les industriels et PME innovantes à venir découvrir de façon privilégiée ses derniers travaux de recherche liés aux Nouveaux Services Mobiles, à l'occasion des Rencontres Inria Industrie qui se tiendront le 21 janvier à Sophia Antipolis.

Pierre Alliez : un pionnier dans le traitement numérique de la géométrie

Thu, 18 Nov 2010 00:00:00 +0100

Pierre Alliez est un pionnier : lorsqu’il a commencé ses recherches - après un stage de master à l’Inria avec Olivier Devillers et une thèse chez France Telecom R&D et à l’école Telecom Paris Tech - la thématique sur laquelle il travaillait ne portait pas encore de nom. Aujourd’hui, alors que le traitement numérique de la géométrie est reconnu en tant que domaine scientifique, il propose IRON (Robust Geometry Processing), un projet qui lui a valu la prestigieuse bourse ERC 2010 dans la catégorie « jeunes chercheurs ». Rencontre avec le chercheur.

« Pendant mon post-doc à l'université of Southern California où j’ai travaillé avec Mathieu Desbrun, professeur au California Institute of Technology » explique Pierre Alliez, « j’ai commencé à renforcer et à identifier cet axe qui n’était pas un domaine à part entière. A l’époque il s’agissait soit d’informatique graphique soit de géométrie algorithmique. Mais à partir de 2003, une communauté a commencé à se construire autour du traitement numérique de la géométrie. Quand j’ai postulé ensuite à l’Inria Sophia-Antipolis fin 2001, Jean-Daniel Boissonnat, responsable de l’équipe PRISME, a accueilli mon projet de recherche avec enthousiasme. Cette équipe est devenue GEOMETRICA. Elle a pour but de développer une approche axiomatique du calcul géométrique. C’est à l’Inria que se situe l’avant-garde de l’informatique. Lorsque j’ai présenté mon dossier pour la bourse ERC, et ce sans aucune obligation de résultat de leur part, l’institut m’a témoigné le même enthousiasme et la même confiance, ce qui est plutôt agréable, surtout lorsqu’on apprécie de travailler dans l’autonomie comme c’est mon cas ».

La numérisation de la géométrie, selon Pierre Alliez et Mathieu Desbrun, consiste à concevoir l’analogue du traitement du signal pour des formes 3D. Pour ces deux chercheurs, ce serait la suite logique de la numérisation du son dans les années 70-80, puis de l’image et enfin de la vidéo dans les années 2000. Le traitement numérique de la géométrie a cependant pour corrélation le traitement de données de plus en plus hétérogènes et incertaines. « Le premier enjeu de cette recherche tient au fait que nous sommes face à un paradoxe technologique », déclare le chercheur, « nous pensions que les données allaient suivre l’évolution des capteurs mais ce n’est pas le cas. Elles demandent de plus en plus de traitement, n’ont jamais été aussi imparfaites qu’aujourd’hui du fait de la diversification des modes d’acquisition, et du changement des usages (super-résolution, et nouveaux paradigmes d’acquisition comme les données communautaires type flicker) ».

Un gain de temps de 3 semaines de traitement de données avant simulation

La solution IRON propose des algorithmes robustes, tolérants, capables de résister à l’imperfection et à la diversité de n’importe quelle sorte de données, et ce en rupture avec la méthodologie courante qui consiste à réparer, convertir ou faire le tri dans les données avant traitement. « C’est là que se situe le verrou technologique lié à IRON, notre enjeu numéro 2 ». L’autre enjeu est d’ordre sociétal, un concept que Pierre Alliez nomme « nouvelle frontière » et auquel il tient particulièrement. « Après l’ère du sur-mesure réservé autrefois à une élite puis celle de la fabrication de masse, je suis convaincu que nous sommes en train de passer à l’ère du sur-mesure de masse. Ce projet ne va pas changer la société mais va peut-être y contribuer ». Ces algorithmes « costauds » vont devoir faire le poids face au traitement numérique de la géométrie qui aura des applications multiples. Notamment pour les ingénieurs, automobiles ou aéronautiques entre autres, qui pratiquent l’ingénierie numérique et qui vont gagner en efficacité.

L'ingénierie numérique substitue à la fois le modèle numérique au prototype physique, et le calcul à l'expérience. Ainsi, l'ingénieur accélère le cycle de conception en « essayant le réel », pour mieux concevoir et anticiper. Toutefois, et bien que la simulation soit utilisée en routine, la conversion d’un modèle CAO final (du point de vue de la production) en un modèle prêt pour la simulation nécessite 3 semaines de traitement interactif de type essai-erreur pour convertir, ce qui freine considérablement le vrai potentiel de l’ingénierie numérique. La mission initiale de l’ingénierie numérique était de faire un aller-retour entre modélisation et simulation. Pour exemple, les résultats de la simulation -qui prend 5000 heures de calcul parallèle mais 1 heure d’horloge murale- suggèrent de soulever un capot de 5 cm, et donc de revenir au dessin, mais comme chaque retour à la simulation prend 3 semaines, la conception s’en trouve ralentie.

Concrètement, IRON signifie pour les ingénieurs un gain de temps de 3 semaines de traitement de données avant simulation. C’est le premier pas du sur-mesure de masse qui va également s’appliquer à la médecine, à la simulation (pour la ville durable, la géologie) et à l’architecture dite forme libre. C’est aussi la promesse liée à l’ERC de Pierre Alliez qui se donne 5 ans pour y parvenir.

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.

Interview d'Henri Gouraud, spécialiste du rendu 3D

Mon, 08 Nov 2010 00:00:00 +0100

La nouvelle plateforme de réalité virtuelle Gouraud-Phong est inaugurée ce 8 novembre au centre de recherche Inria Sophia Antipolis – Méditerranée. Henri Gouraud, dont le nom est associé à la plateforme, participe à l’événement. Il revient pour nous sur une étape clé de l’informatique graphique.

La salle immersive de Sophia Antipolis a été nommée en hommage à vos travaux et à ceux de Bui Tuong Phong. Comment comprenez-vous ce choix ?

Henri Gouraud : Quelques noms français ont marqué l’histoire de l’informatique graphique : Benoît Mandelbrot pour les fractales, Pierre Bézier pour ses techniques de représentation de surface et moi-même avec la technique de l’ombrage de Gouraud. A l’époque je l’avais baptisée « smooth shading » mais l’informaticien vietnamien Bui Tuong Phong l’a renommée par la suite pour la distinguer de la technique plus élaborée, l’ombrage de Phong, qu’il a mise au point. Ces deux techniques sont longtemps restées les deux principales manières d’éclairer les objets en imagerie 3D. Apposer mon nom à la nouvelle salle immersive de Sophia est une manière de mettre à l’honneur les contributions françaises au domaine.

Qu’apportait cette technique à la restitution des images en 3D ?

Henri Gouraud : L’ombrage Gouraud fait référence au résultat de mon travail de thèse effectué à l’université de l’Utah à Salt Lake City, il y a 40 ans. La solution que j’ai proposée permettait de restituer des objets plus complexes que des cubes et des cylindres uniquement avec des facettes. Même si elle était limitée en terme de qualité, elle était tellement simple qu’elle a résisté au temps et est aujourd’hui largement utilisée. Cette technologie reste une étape clé de l’informatique graphique.

Comment cette technique a-t-elle touché le marché ?

Henri Gouraud : Les capacités de calcul de l’époque étaient limitées et construire le modèle 3D était très lourd. On était loin des capacités en temps réel de la salle immersive Gouraud-Phong et des moyens visuels qu’elle offre pour explorer des données de toutes origines ! Il fallait de l’ordre d’une minute pour calculer une image sur un millier de polygones sur un ordinateur puissant qui occupait la place de quatre réfrigérateurs. Aujourd’hui des centaines de millions de polygones sont traités par une machine de la taille d’un gros PC à raison de 25 images par seconde et en effectuant des calculs beaucoup plus sophistiqués. La capacité de la salle de Sophia sera de 1,3 milliard de polygones par seconde!!C’est l’augmentation régulière des capacités de calcul et les baisses simultanées du coût de l’informatique qui ont permis de restituer des objets de plus en plus complexes et de démocratiser rapidement la technique. Il y a une quinzaine d’années, la solution que je proposais est apparue dans les cartes graphiques pour jeux vidéo sur PC. La capacité des cartes graphiques étaient alors mesurée en terme de nombre de triangles de Gouraud traités par seconde. C’était un argument de vente.

Vous attendiez-vous à une telle réussite ?

Henri Gouraud : Pas du tout. On se fait toujours des idées sur l’adéquation entre une technologie et le marché. Dans un premier temps nous nous imaginions que des professionnels comme les architectes, par exemple, utiliseraient ces techniques. Mais c’était beaucoup trop cher et ils ne s’y sont penchés que bien plus tard, lorsque toute la conception d’un bâtiment a été prise en charge par un logiciel permettant les calculs de structures, de résistance, etc. Ils avaient alors à disposition les données nécessaires à la restitution 3D. Ce n’était plus un gros investissement et cela répondait aux besoins de leurs clients, par exemple pour présenter un projet urbain aux administrés. La création de l’image trouvait ainsi sa justification économique. Avant cela, elle ne pouvait avoir de sens que pour les professionnels de l’image, raison pour laquelle la simulation de vol, et plus tard le jeu vidéo ont été les premiers à s’approprier la technologie.

Computational Medical Imaging : towards a Virtual Physiological Patient

Mon, 18 Oct 2010 00:00:00 +0200

Nicholas Ayache, directeur de recherche Inria Sophia Antipolis - Méditerranée, donnera une conférence à la Royal Society le 4 novembre prochain sur le thème : "Computational Medical Imaging : towards a Virtual Physiological Patient".

Nicholas Ayache a été lauréat du Prix Microsoft 2008 décerné par la Royal Society et l'Académie des Sciences.

Invité par la Royal Society dans le cadre du cycle de conférences « Computational Frontiers in scientific discovery », Nicholas Ayache, éminent scientifique d'Inria, exposera les problématiques et les défis à relever par l'informatique pour répondre aux enjeux de la médecine de demain. Le "patient numérique personnalisé", au coeur de la conférence, est l'un de ces enjeux.

Abstract :

During the past decades, medical images have become increasingly more complex, and their automated analysis has required the development of innovative sophisticated computational models. I will describe this evolution, from the early geometrical models to the most recent statistical, biophysical and even functional multi-level and multi-scale models of patient's anatomy and physiology. I will show how Computational Medical Imaging could contribute in the future to a paradigm shift, from reactive standardized medicine to more preventive, predictive and personalized medicine. The talk will be illustrated, on several clinical topics including neuro-radiology, neuro-oncology, interventional cardiology, orthopedics or digestive micro-endoscopy, by recent advances obtained by our research team with academic, clinical and industrial partners.

Fête de la science 2010 - Voyage au coeur du numérique !

Mon, 18 Oct 2010 00:00:00 +0200

Venez découvrir en grandeur réelle les innovations de demain dans le domaine des sciences du numérique, engager le débat sur ce monde où la connaissance scientifique et technique joue de plus en plus un rôle économique et sociétal majeur !

Partenaire du Week end des Sciences de Sophia Antipolis, le centre de recherche Inria Sophia Antipolis - Méditerranée propose des démonstrations et échanges avec les scientifiques au cours de différentes rencontres :

Du 18 au 22 octobre : pour la troisième année consécutive, les chercheurs Inria animeront plusieurs ateliers, activités, conférences avec les jeunes toute la semaine dans plusieurs lycées des Alpes Maritimes.

Le samedi 23 et dimanche 24 octobre : Participation au "Week end des sciences à Sophia Antipolis" avec plusieurs animations au programme :
- Du web2 à la domotique : comment un logiciel libre issu de l'informatique théorique offre de nouvelles perspectives aux citoyens ?
- Shamash : des algues en biocarburant : comment faire que les sciences informatiques aident à un développement plus durable
- Démo OpenVibe : Interface Homme Machine: de l'activité cérébrale à la commande numérique.
- Une main gauche artificielle : quand les équations de mathématiques s'incarnent dans un système robotique
- Grâce au jeu de l'oie Mémoire vive, vous pourrez confirmer ou enrichir vos connaissances en informatique en vous amusant.

Du 20 au 30 octobre : Exposition à la Médiathèque de Valbonne Sophia Antipolis : "L'informatique de A à Z" - Découvrez, sous la forme d'un abécédaire, un panorama de la recherche en informatique ! Chaque lettre illustrée renvoie à un mot du vocabulaire informatique choisi par les chercheurs pour évoquer leurs domaines de recherche. Un court texte explique le sujet de recherche, les enjeux, les applications.

Une bourse européenne pour mieux gérer la circulation routière

Mon, 18 Oct 2010 00:00:00 +0200

Membre de l’équipe-projet Inria OPALE, Paola Goatin vient d'obtenir la bourse 2010 de l'European Research Council (ou Conseil européen de la recherche) dans la catégorie « jeune chercheur ». D’un montant d'environ 800 000 euros, cette bourse permettra à cette jeune scientifique de constituer l’équipe de son choix pour conduire un projet de recherche ambitieux sur cinq ans en modélisation mathématique dans le domaine du contrôle de trafic routier et piétonnier.

Mathématicienne, Paola Goatin est spécialiste des équations aux dérivées partielles et plus particulièrement des systèmes de lois de conservation. Des équations qui sont souvent utilisées pour décrire des phénomènes physiques comme la dynamique des gaz ou l’écoulement de fluides compressibles. D’où la possibilité de les utiliser également, pour décrire l’évolution de la densité du trafic dans le temps et l’espace. Ce que Paola a proposé avec succès dans son dossier ERC.

Un parcours universitaire franco-italien

Originaire du nord-est de l’Italie, Paola a toujours adoré les maths. Après une maîtrise en 1995, à l’université de Padoue, en analyse des équations dérivées partielles, elle décide de poursuivre son parcours dans la recherche. « J’ai choisi de faire ce qui me plaisait, même si je me suis posé beaucoup de questions sur les perspectives de carrière qui s'offraient à moi en Italie à l’époque ». Paola rejoint l’équipe du Pr Alberto Bressan à l’'École internationale d'Études supérieures avancées de Trieste, très réputée dans le champ de l’analyse fonctionnelle, où elle passe sa thèse sur les systèmes de lois de conservation. En 2000, c'est en France, à l''École polytechnique, qu'elle fait son stage postdoctoral sous la direction de Philippe le Floch (Université Paris VI, CNRS). Trois ans plus tard, elle obtient un poste de maître de conférences à l’Université du Sud Toulon-Var et est rattachée à l’Institut des sciences de l’ingénieur de Toulon.

Des équations aux applications

En dépit du temps important consacré à l’enseignement, Paola mène activement ses travaux de recherche. « Avec d’anciens collègues parisiens et italiens, j’ai commencé à étudier des modèles de trafic routier: je me suis tournée vers les applications », se souvient Paola. En 2008, elle demande une délégation à mi-temps à l’Inria pour travailler au sein de l’équipe-projet OPALE où elle prépare son habilitation à diriger les recherches, auprès de spécialistes des techniques d'approximation en hyperbolique. « C’est ainsi que j’ai présenté mon projet européen, centré sur le trafic routier et piétonnier ». Au moment où elle présente son dossier au Conseil européen de la recherche, elle candidate également pour intégrer l'Inria : c'est maintenant chose faite ! « J’y apprécie l’organisation autour du travail de recherche et je me sens aidée dans mes démarches non scientifiques. C’est important. »

Optimiser le trafic routier et piétonnier

Comment concevoir les espaces publics pour minimiser les accidents en cas de mouvements de foule ou positionner des feux de circulation pour assurer la meilleure fluidité possible au trafic routier urbain ? C’est à ce type de questions à forte implication socio-économique qu’entend répondre le projet présenté à l’ERC par Paola Goatin.

« C’est un sujet intéressant par ses applications très concrètes en gestion de trafic, et plus largement en urbanisme et architecture, mais il soulève également des problèmes mathématiques théoriques passionnants », explique Paola Goatin. Cette mathématicienne se démarque néanmoins des approches usuelles basées sur la modélisation du mouvement de chaque voiture ou piéton. « Cette approche permet d’étudier la circulation à un carrefour ou de gérer l’évacuation des avions ou des trains. Mais elle n’est pas adaptée à la description du trafic au niveau du réseau routier sur l’ensemble de la ville ou bien les mouvements de grandes foules. » C’est pourquoi la chercheuse adopte une approche macroscopique, inspirée de la dynamique des fluides et adaptée pour tenir compte des contraintes spécifiques à ces problèmes. Il s’agit, dans le cas du trafic routier, de modéliser l’évolution de la densité de voitures dans un réseau, une approche qui bénéficie d’une théorie mathématique bien développée depuis les années cinquante. « Pour les piétons en revanche, un domaine beaucoup plus récent, on est confronté à une difficulté supplémentaire : les déplacements des piétons ne se font pas en une dimension (celle de la route) mais en deux dimensions car l’espace urbain n’est pas un couloir. La théorie mathématique correspondante n’est pas assez développée. »

Autre avantage, autre défi scientifique : l’approche macroscopique permet d’étudier des problèmes de contrôle et de optimisation dans le but d’améliorer la fluidité du trafic (par exemple en modulant le débit par des feux rouges) ou bien de prévenir ou minimiser les risques d’accident (par exemple en plaçant judicieusement des obstacles pour faciliter l’évacuation d’un bâtiment). Là encore, la chercheuse et son équipe devront concevoir de nouvelles techniques de contrôle optimal car les théories classiques ne sont pas adaptées aux solutions discontinues qui décrivent ces mouvements.

Lauréats 2010

David Guiraud, prix EADS 2010 : Comment restaurer artificiellement du mouvement

Sun, 17 Oct 2010 00:00:00 +0200

David Guiraud, responsable de l’équipe-projet DEMAR a reçu cet été le grand prix 2010 de la Fondation d’Entreprise EADS, pour l'ensemble de ses travaux: une contribution majeure pour la science informatique au service du biomédical et une coopération remarquable avec l’industrie. Retour sur une belle détermination.

Originaire des Cévennes, passionné de musique et de peinture aux goûts éclectiques, David Guiraud n’a jamais suivi les sentiers battus. « En 1990, alors que je venais de sortir de l’Ecole Centrale de Paris, j’ai voulu me lancer dans la recherche ». Décision plutôt originale pour un apprenti chef d'entreprise. « Je voulais effectuer une thèse en lien avec ma formation initiale et avec la santé. L’orientation biomédicale de mes recherches est donc un choix que j’ai fait dès le début ». Ses perspectives de carrière se compliquent alors : « les sujets de thèse proposés étaient soit très bio soit très techno ».

Il trouve finalement sa voie au sein d’une équipe de médecins à Montpellier rassemblée autour du Pr Rabischong et travaillant sur un sujet inédit en France dans les années 1990 : les neuroprothèses. Le défi médical? Restaurer la marche chez des patients paraplégiques. Une idée un peu folle qui ne fait pas l'unanimité… mais qui séduit David Guiraud. Il part d'une feuille blanche, personne n’ayant jamais écrit de modèles complets et pertinents du système biomécanique humain. Et apporte des solutions basées sur des réseaux de neurones artificiels. « Des approches que l’on qualifierait aujourd’hui de simplistes. Mais nous n’avions pas le choix ! ».

Chercher pour le plaisir

La thèse en poche, David Guiraud enseigne comme professeur agrégé en physique appliquée et poursuit ses recherches "pour le plaisir", toujours auprès du Pr Rabischong. Nom du projet européen: Stand Up And Walk. En 2000, les travaux aboutissent à la première implantation chez l’homme d’un système de restauration du mouvement du membre inférieur. « On avait ainsi montré aux différents organismes de recherche peu convaincus que les neuroprothèses pouvaient bel et bien restaurer le mouvement ». Restait à améliorer les dispositifs.

« L’Inria m’a fait confiance, le LIRMM m’a accueilli et le projet DEMAR est né en 2004. » L'approche a d’abord consisté à développer un système microélectronique capable de stimuler le système sensorimoteur, à démontrer qu’il était possible de restaurer le mouvement, avant de chercher à modéliser les muscles, puis de faire de la commande de mouvement. Les recherches touchent alors la microélectronique et les logiciels distribués, les réseaux « temps réel », l'architecture de commande, la modélisation.

De la recherche au marché des implants

En 2006, l’équipe dépose un brevet sur un réseau d’implants capables de générer un profil complexe de stimulation. « Sans partenariat industriel, nos recherches auraient très vite été bloquées. En rester à des prototypes de laboratoire n’a pas d’intérêt, car notre préoccupation première est l’amélioration de la qualité de vie des patients. » DEMAR a établi des liens étroits avec Vivaltis, fabricant d’outils de physiothérapie, et MXM société spécialisée dans les implants. Vivaltis commercialise depuis début 2010 le premier système de stimulateur sans fil externe, MXM commercialisera d'ici quelques années une nouvelle génération d’implants cochléaires. La filiale MXM/Neuromedics travaille enfin au développement de neuroprothèses pour différentes applications médicales : station debout pour les blessés médullaires, contrôle de la vessie, douleurs périphériques. Des innovations en passe d’améliorer la vie des patients.

Gérard Giraudon, renouvelé dans ses fonctions de directeur du centre de recherche Inria Sophia Antipolis - Méditerranée

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

Gérard Giraudon a été reconduit dans ses fonctions de directeur du centre Inria Sophia Antipolis - Méditerranée pour 4 ans.

Directeur du centre de recherche Inria Sophia Antipolis – Méditerranée depuis 2006, Gérard Giraudon est reconduit dans ses fonctions. Très actif en matière d'animation du tissu socio-économique régional, Gérard Giraudon est membre du bureau du pôle de compétitivité SCS, administrateur de l’association Persan, de l’association Telecom Valley, du Club des dirigeants, de l’association ValorPACA, animateur du réseau Corpaca, membre du réseau de culture scientifique en Paca «Archimède», et depuis 2007, président de l’incubateur PACA Est.

A l'Inria depuis 1984, Gérard Giraudon a été directeur des relations industrielles, directeur de l'information scientifique et de la communication, et en 1999, directeur du développement et des relations industrielles. Il a ainsi été jusqu’en 2006 un acteur majeur de la politique nationale de transfert de l’institut via la mise en place de grands partenariats industriels, une nouvelle organisation du développement logiciel à l’Inria et l’inscription de l’institut dans la dynamique du logiciel libre. Co-fondateur d’ISTAR (devenu Infoterra), start-up issue de l’Inria Sophia Antipolis en 1988, il s’est également beaucoup impliqué dans la création d’entreprises innovantes.

Directeur de recherche Inria, titulaire d’une thèse en Mathématiques Appliquées de l’Université de Nice (1979) et d’une habilitation à diriger les recherches (1991), Gérard Giraudon est spécialiste de la vision par ordinateur. Il a écrit une centaine d’articles scientifiques et a encadré une douzaine de thèses. Gérard Giraudon est Chevalier dans l’Ordre national du Mérite.

Inria co-organise PhiloWeb, la première conférence internationale consacrée au Web et à la Philosophie

Thu, 14 Oct 2010 00:00:00 +0200

Fruit d’un effort commun pluridisciplinaire entre l’Université Paris 1 Panthéon – Sorbonne et l’Inria, PhiloWeb se tiendra à Paris le samedi 16 octobre 2010. Première conférence internationale consacrée au web et à la philosophie, PhiloWeb entend faire la preuve des nécessaires coopérations entre philosophes, informaticiens et ingénieurs et poser les principes d’une authentique "Philosophie du Web".
L'organisateur de PhiloWeb à la Sorbonne est Alexandre Monnin. Le co-organisateur à l'institut est Fabien Gandon

Tous les chercheurs en informatique qui travaillent sur des problématiques de représentation de la connaissance et le web sémantique sont confrontés à des problématiques philosophiques. C'est notamment le cas de l'équipe-projet EDELWEISS du centre de recherche Inria Sophia Antipolis - Méditerranée, partie prenante de PhiloWeb 2010 à travers trois de ses chercheurs : Fabien Gandon, Freddy Limpens et Nicolas Delaforge, ingénieur de recherche sur le projet ANR ISICIL . Le premier est membre du comité scientifique de la manifestation. Le second, quant à lui, présidera la session "Web de données ou de documents ?". Dans ce cadre, il interviendra sur le thème "Des folksonomies aux ontologies : proposition pour une solution technique et sociale".

Pour sa première édition, Philoweb propose 5 grands thèmes d’intervention :

Le Web et les ontologies informatiques: de nouvelles questions expérimentales pour la philosophie ?,
Objets, Référence et Cognition,
Web de données ou de documents ?,
Mots et Choses sur le Web,
Outils et société.

Selon Fabien Gandon : "Les synergies entre recherche informatique et recherche philosophique sont nécessaires pour comprendre le web actuel et anticiper les bouleversements futurs apportés par ce media".

Exploration du système nerveux central

Thu, 14 Oct 2010 00:00:00 +0200

L'équipe-projet ATHENA, créée en juillet 2010, a pour objectif d'explorer le système nerveux central (SNC, cerveau et moelle épinière) grâce à l'imagerie computationnelle et à l'appui de deux grandes familles de modalités : l'IRM de diffusion (dMRI) d'une part et la magnéto- et l'électro-encéphalographie (MEEG) d'autre part.Cette équipe est dirigée par Rachid Deriche.

Les principales directions de recherche développées portent sur l'acquisition et le traitement des signaux dMRI & MEEG, l'imagerie de diffusion computationnelle, les problèmes directs et inverses en MEEG et la connectivité anatomique du système nerveux central. Les applications des recherches menées par l'équipe-projet ATHENA se focalisent sur certains domaines ciblés en recherche clinique, en neurosciences et vers les interfaces cerveau-ordinateur.

Le web selon Hop, ou comment programmer le web 2.0 ?

Thu, 14 Oct 2010 00:00:00 +0200

L'objectif de l'équipe-projet INDES, créée en juillet 2010, est d'étudier les modèles du calcul diffus et de développer des langages pour programmer des applications diffuses sécurisées. Cette équipe est dirigée par Manuel Serrano.

Ces applications, parmi lesquelles se distinguent les applications du Web 2.0, émergent de la convergence d'une large accessibilité réseau, d'un environnement digital personnel très riche et de la disponibilité de vastes sources d'informations. Des garanties fortes concernant la sécurité de ces applications sont requises, car elles reposent sur le partage de données privées à travers des réseaux comportant des nœuds peu sûrs, en utilisant des voies de communication peu fiables. Le calcul diffus demande une combinaison originale de paradigmes de calcul divers, depuis la programmation séquentielle classique jusqu'aux modèles de programmation concurrente, synchrone ou asynchrone.

INDES entend contribuer sur l'ensemble du domaine du calcul diffus, en allant de l'étude de modèles sémantiques à la conception, la mise en œuvre et l'utilisation de langages de programmation. Cette équipe vise des concepts garantissant une programmation « correcte par construction », efficace et sûre des applications diffuses. Les travaux sont basés sur HOP, un modèle de programmation proposé dans le cadre de l'équipe-projet INDES, qui utilise le web comme plate-forme d'exécution, et vise des applications multimédia interactives.

Ce langage a la particularité d'offrir, dans une syntaxe unique, toutes les fonctionnalités nécessaires à la programmation de telles applications, depuis les protocoles de communication (http) jusqu'à l'algorithmique classique en passant par la génération de pages HTML gérées par les navigateurs. Ce langage de programmation original n'a pour le moment que très peu de concurrents dans le monde.

Mécanique des fluides et trafic routier ou piétonnier

Mon, 04 Oct 2010 00:00:00 +0200

Au sommaire du numéro d'octobre de LISA : Quand la mécanique des fluides se met au service du trafic routier ou piétonnier ; Paola Goatin obtient une bourse ERC ; DEMAR et MXM, une collaboration féconde.....

Jean-Claude Bermond, prix EADS 2010 : l'architecte des réseaux

Fri, 24 Sep 2010 00:00:00 +0200

Jean-Claude Bermond, Directeur de Recherche CNRS, responsable de l’équipe-projet MASCOTTE a reçu l'été dernier le Prix de la Fondation d’entreprise EADS 2010 et le Prix de l’innovation en algorithmique distribuée, décerné par la conférence Sirocco. Ces deux prix saluent ses travaux visionnaires dans les applications en réseaux de télécommunications (réseaux optiques et sans fil), la conception de réseaux d’interconnexions, la théorie des configurations et la conception de protocoles efficaces pour des schémas de communications structurés. Portrait.

« Ce qui me passionne le plus, c’est la construction de réseaux, les compositions. J’aime l'aspect ludique des assemblages de petites structures en structures plus importantes. Bridge, sudokus, le jeu fait partie de ma vie. C’est mon mode de fonctionnement. »

C'est ainsi que Jean-Claude Bermond, à peine 24 ans, jeune normalien agrégé de mathématiques, s'est orienté vers une carrière de chercheur au CNRS, se démarquant de ses camarades de promo qui se dirigeaient vers l'enseignement supérieur. C'était en 1969. « J’ai d’abord travaillé en mathématiques discrètes à Paris, puis à Orsay, en particulier sur la théorie des graphes. Puis à partir de 1975, j’ai commencé à me diriger vers l’informatique. Nous étions très minoritaires dans la communauté des maths discrètes à nous tourner vers cette discipline », se souvient le chercheur. « C’est ainsi que je me suis intéressé de plus en plus à l’algorithmique parallèle et distribuée en poursuivant mes recherches sur la théorie des graphes, puis des hypergraphes et configurations. Des travaux fondamentaux que beaucoup d’informaticiens croyaient sans grand intérêt (contrairement à la programmation) car trop théoriques ! » Jusqu'au début des années 1980, où il entame des recherches plus appliquées dans le cadre d’un contrat avec le CNET (Centre National d’Etude des Télécommunications). « C’est vraiment là que j’ai commencé à utiliser l’algorithmique sur des problèmes industriels de communication dans des architectures à mémoire distribuée. »

Partir et revenir... à l'institut

En 1987, lassé des lourdeurs administratives liées à ses recherches, il a besoin de prendre du recul. Sur la côte Ouest du Canada, à Vancouver. A son retour un an plus tard, il se rapproche du laboratoire I3S, implanté à Sophia-Antipolis... et en devient rapidement directeur! "Très vite, je me suis rapproché de l’Inria, en particulier de deux directeurs, Pierre Bernhard et Gilles Kahn, afin d’essayer de mener une politique commune. A l’époque, nous discutions déjà de la création d’un campus STIC!" Les liens se renforcent au fil des mois, et donnent le jour en 1995 au projet SLOOP, puis en 2000 à l’équipe-projet MASCOTTE. "Grâce à mes collègues de l’Inria, j'ai pu amplifier les collaborations industrielles avec le monde des télécommunications." Gilles Kahn lui permet de rencontrer l’équipe d’Alcatel Space de Toulouse. Ce partenariat débouche sur la conception de réseaux embarqués tolérants aux pannes, sur un dépôt de brevet avec Alcatel et la conception de réseaux utilisés dans les satellites ASTRA.

"Les partenariats industriels ont joué un rôle clé dans le déroulement de mes travaux. Si nous, chercheurs, amenons notre savoir et nos connaissances, les industriels nous apportent des problèmes intéressants et une manière différente de concevoir la recherche. Le mélange des deux mondes est très productif." L'argument principal? Ses propres travaux de recherche, qui ont donné lieu à des applications industrielles, immédiatement ou avec un délai de quelques années.

Transférer et transmettre

S’il est important de pouvoir diffuser la connaissance dans l'univers industriel, il est aussi important de la diffuser aux étudiants. "J’aime beaucoup enseigner. J’ai dirigé plus d’une cinquantaine d’étudiants en thèse. Leur dynamisme, leur vitalité sont fondamentaux dans la recherche. Car il reste bien des choses à résoudre. Par exemple, on utilise couramment le réseau internet et les réseaux radio, sans maîtriser scientifiquement tout leur fonctionnement. La recherche est presque en retard par rapport à l’industrie." Autre piste à étudier : le développement d’une algorithmique distribuée qui permettrait de travailler avec des informations partielles et non globales (plus conformes aux données réelles que la vision centralisée, très théorique). Ou la conception de graphes qui évoluent dans le temps, imposée par l’arrivée des nouvelles technologies de télécommunication. Ou enfin la construction de réseaux complexes économes en énergie. "La conception de l’informatique verte est un véritable défi pour les années à venir. » Ces défis nouveaux, Jean-Claude Bermond les propose aux jeunes scientifiques qui feront la recherche de demain. A 65 ans, ce marathonien chevronné, passionné d'ultra-trail, passe le relais et transmets son enthousiasme. A cette vitesse, le relais sera difficile à assurer...

Le modèle "Équipe-projet" Inria s'exporte en Italie

Wed, 16 Jun 2010 00:00:00 +0200

L’Inria vient de créer la première équipe-projet commune avec une université européenne : l’Université de Bologne en Italie. Dénommée FOCUS (Foundations of Component-based Ubiquitous Systems), cette équipe est placée sous la responsabilité de Davide Sangiorgi, spécialiste des systèmes parallèles. Rencontre avec un chercheur au parcours 100% européen.

Depuis quand vous intéressez-vous aux systèmes parallèles ?

Davide Sangiorgi : C’est à l’Université de Pise que j’ai commencé à m’intéresser aux systèmes parallèles. J’avais 23 ans. Lors de ma dernière année universitaire (équivalent du DEA en France), je travaillais sur les systèmes systoliques. J’ai été très vite fasciné par l’étude des systèmes parallèles. Ce sont des systèmes composés par des unités parfois très simples qui coopèrent pour atteindre un objectif commun complexe.

Comment votre parcours de jeune chercheur vous a-t-il mené à l’Inria ?

D.S. : En 1989, j'ai décidé d'effectuer une thèse de doctorat à Edimbourg. J’ai alors rencontré Robin Milner, prix Turing en 1991, qui développait des modèles de calcul de processus avec des bases mathématiques solides. Ce fut un tournant décisif dans ma carrière de chercheur. L’objectif était d’analyser des systèmes informatiques parallèles complexes. L’école d’Edimbourg avait une réputation d’excellence sur ce thème. Dans le cadre de mon post doctorat, j’ai ensuite participé au projet européen Confer. Dirigé par Jean-Jacques Lévy, ce projet portait sur la conception de nouveaux langages de programmation pour les systèmes répartis. J’ai alors travaillé en collaboration avec d’autres chercheurs comme Gérard Berry, Gérard Boudol et Ilaria Castellani. En 1995, et à la suite de cette expérience, j'ai quitté l’Ecosse pour présenter ma candidature au poste de chercheur à l'institut de Sophia au sein de l’équipe MEIJE. J’y ai poursuivi des travaux sur la problématique des modèles et des langages pour le parallélisme.

Que retenez-vous des huit ans passés à l’Inria?

D.S. : J’ai énormément apprécié l’organisation du travail en équipe, les contacts avec les chercheurs de très haut niveau, la possibilité de participer à des projets nationaux ou européens. Les conditions de travail y sont exceptionnelles. J’ai beaucoup hésité en 2002, et j’ai finalement décidé de dédier une partie de mon temps à la formation des étudiants et de revenir en Italie enseigner à l’Université de Bologne. Je ne regrette pas mon choix. Je voulais connaître cette expérience d’enseignement et aujourd’hui encore je considère cette activité comme très stimulante. Mais en Italie, faire de la recherche n'est pas toujours facile. Entre autre, l’esprit d’équipe n’est pas développé parmi les chercheurs, surtout en informatique.

Qu’attendez-vous de cette nouvelle équipe, que vous allez diriger ?

D.S. : Avec l’équipe-projet FOCUS, j’aspire à faire évoluer les mentalités. J’espère pouvoir contribuer à un changement dans les méthodes de travail. Au-delà des défis scientifiques que FOCUS s’impose, notre objectif est de transmettre à l'Université de Bologne le modèle Inria de travail en équipe. Et bien sûr, de convaincre nos meilleurs étudiants de suivre une formation doctorale en collaboration avec l'l’Inria.

ÉQUIPE-PROJET FOCUS

L'équipe de Davide Sangiorgi est aujourd’hui constituée de sept enseignants-chercheurs de l’Université de Bologne, et d’environ autant de doctorants et post-doctorants.

FOCUS (FOundations of Component-based Ubiquitous Systems) examine les fondements sémantiques pour les systèmes répartis. Ces fondements sont pensés comme des instruments pour parvenir à formaliser et vérifier des propriétés comportementales importantes des systèmes, ainsi que pour proposer des constructions linguistiques pour ces derniers.
Des fondements au service de l’ensemble des sciences informatiques, très occupées aujourd’hui avec les problématiques d' « informatique ubiquitaire » (les « ubiquitous systems » dans le titre de FOCUS), où les systèmes informatiques sont distribués ou intégrés dans des activités et des objets du quotidien et sur des réseaux à grande échelle.

Une équipe-projet commune avec l’Italie

Wed, 16 Jun 2010 00:00:00 +0200

L’Inria vient de créer la première équipe-projet commune avec une université européenne : l’Université de Bologne en Italie. Dénommée FOCUS (Foundations of Component-based Ubiquitous Systems), cette équipe est placée sous la responsabilité de Davide Sangiorgi. Le projet scientifique porte sur les fondations sémantiques des systèmes logiciels distribués. Gérard Giraudon, directeur du Centre Inria Sophia Antipolis- Méditerranée revient sur les enjeux de ce partenariat transfrontalier.

Quelles sont les spécificités d’un tel partenariat ?

Gérard Giraudon : L’Inria conduit ses activités de recherche au sein d’équipes-projets et interagit avec les modes d’organisation de ses partenaires. Dans ce cas, il s’agit de construire une relation forte avec une université d’un autre pays européen, ce qui souleve quelques difficultés : problèmes administratifs, questions juridiques diverses et adaptation réciproque des cultures de travail… Mais la volonté de travailler ensemble et de tester ce modèle d’équipe-projet de taille humaine en Italie, et qui plus est, à l’université, est toujours plus forte !

Comment est née l’idée de créer l’équipe-projet FOCUS ?

G Giraudon : Davide Sangiorgi, alors directeur de recherche à l’Inria, a quitté l’institut en 2002 pour partir comme professeur à l’Université de Bologne. Après son départ, nous sommes restés en contact. En 2008, Davide nous a proposé d’accroître les relations scientifiques entre l’Inria et l’Université de Bologne autour des fondations sémantiques des systèmes distribués. C’est ainsi qu’est né l’objectif d’une équipe commune avec l’Université de Bologne portant un projet de recherche sur cette thématique. L’Inria est riche des relations qu’elle conserve avec ses anciens chercheurs. Pour exemple, les très nombreux « anciens thésards » qui ont préparé leur thèse au sein des EPI et tous les chercheurs étrangers passés par l'Institut !

Qu’attend-on de cette nouvelle équipe transfrontalière ?

G Giraudon : L’Inria est un acteur reconnu dans son domaine de recherche. Son modèle d’organisation repose sur une structuration en équipe portant un projet à durée de vie déterminée. Ce modèle lui a permis de structurer des relations fortes avec ses partenaires académiques français (universités, grandes écoles et autres organismes de recherche). Début 2010, l’Institut a créé une première équipe commune avec un institut de recherche néerlandais (l'équipe ATEAMS). Aujourd’hui, l’équipe-projet FOCUS ouvre un autre chapitre : celui des équipes communes avec des universités étrangères. Et nous ne commençons pas avec la moindre d’entre elles. L’Université de Bologne est la plus ancienne université du monde occidental ! Sa création remonte à 1088. C’est une grande université italienne tant par la taille (96000 étudiants) que par la réputation. Pour le centre de recherche Inria de Sophia-Antipolis, c’est aussi le premier acte de construction d’un solide « réseau de recherche » dans l’arc méditerranéen. Pour le centre, les Alpes Maritimes et la région, cette nouvelle équipe est un réel atout. Davide Sangiorgi est un chercheur de renom dans le domaine des systèmes ubiquitaires et globaux. Son projet FOCUS renforce un axe de recherche sur lequel notre centre est historiquement présent. Cet axe est aujourd’hui crucial, compte tenu de la place des systèmes logiciels distribués dans notre société. Il consitue également un moyen d’accroître la mobilité des jeunes chercheurs et doctorants entre la France et l’Italie. Mais permet aussi d'élaborer des propositions communes pour candidater à des financements européens.

ÉQUIPE-PROJET FOCUS

L'équipe de Davide Sangiorgi est aujourd’hui constituée de sept enseignants-chercheurs de l’Université de Bologne, et d’environ autant de doctorants et post-doctorants.

FOCUS (FOundations of Component-based Ubiquitous Systems) examine les fondements sémantiques pour les systèmes répartis. Ces fondements sont pensés comme des instruments pour parvenir à formaliser et vérifier des propriétés comportementales importantes des systèmes, ainsi que pour proposer des constructions linguistiques pour ces derniers.
Des fondements au service de l’ensemble des sciences informatiques, très occupées aujourd’hui avec les problématiques d' « informatique ubiquitaire » (les « ubiquitous systems » dans le titre de FOCUS), où les systèmes informatiques sont distribués ou intégrés dans des activités et des objets du quotidien et sur des réseaux à grande échelle.