D'enregistrer les collisions à les éviter

Publié par Redbran le 05/09/2019 à 14:00
Source: CERN
Comment des techniques d'apprentissage automatique développées au CERN pourraient améliorer la technologie des véhicules autonomes.


Un événement enregistré par l'expérience CMS, avec environ 100 collisions proton-proton simultanées (Image: Thomas McCauley/CMS/CERN)

Avec environ un milliard (Un milliard (1 000 000 000) est l'entier naturel qui suit neuf cent...) de collisions proton-proton se produisant chaque seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui...) dans le Grand collisionneur (Un collisionneur est un type d'accélérateur de particules mettant en jeu des faisceaux...) de hadrons (LHC), les expériences LHC ont besoin (Les besoins se situent au niveau de l'interaction entre l'individu et l'environnement. Il est...) d'effectuer un tri rapide parmi un gros volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension...) de données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) afin de sélectionner les collisions à analyser. Afin de pouvoir traiter, à l'avenir, un nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre...) de collisions par seconde encore plus élevé, les scientifiques étudient des méthodes informatiques, et entre autres des techniques d'apprentissage (L’apprentissage est l'acquisition de savoir-faire, c'est-à-dire le processus...) automatique (L'automatique fait partie des sciences de l'ingénieur. Cette discipline traite de la...). Une nouvelle collaboration s'intéresse maintenant à la façon dont ces techniques, exécutées par des puces appelées dispositifs logiques programmables (FPGA), pourraient être appliquées à la conduite autonome ; autrement dit, il s'agirait de faire en sorte que le processus de prise de décision rapide utilisé pour les collisions de particules puisse contribuer à prévenir les collisions sur la route (Le mot « route » dérive du latin (via) rupta, littéralement « voie...).

Les dispositifs logiques programmables sont utilisés au CERN depuis de nombreuses années, pour un grand nombre d'applications. Contrairement au processeur (Le processeur, ou CPU (de l'anglais Central Processing Unit, « Unité centrale de...) central d'un ordinateur (Un ordinateur est une machine dotée d'une unité de traitement lui permettant...), ces puces suivent des instructions simples et réalisent un grand nombre d'opérations en parallèle. Avec jusqu'à 100 liaisons en série à haute vitesse (On distingue :), elles peuvent supporter des entrées et des sorties à grande largeur (La largeur d’un objet représente sa dimension perpendiculaire à sa longueur, soit...) de bande. Leur capacité à effectuer un traitement en parallèle et à être reprogrammées les rend appropriées pour des applications d'apprentissage automatique.

Une difficulté s'est néanmoins présentée: les algorithmes complexes d'apprentissage approfondi, un type particulier d'algorithme d'apprentissage automatique, devaient être adaptés pour pouvoir être exécutés par des puces de capacité limitée. Il a par conséquent fallu un logiciel (En informatique, un logiciel est un ensemble d'informations relatives à des traitements...) développé pour les expériences basées au CERN, du nom de "hls4ml", pour réduire les algorithmes et produire des codes adaptés aux dispositifs logiques programmables sans perte de la précision ou de la performance, ce qui a permis aux puces d'exécuter des algorithmes de prise de décision en l'espace de quelques microsecondes.

Une nouvelle collaboration a vu le jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la...) entre le CERN et Zenuity, entreprise dont le siège est situé en Suède qui crée des logiciels de conduite autonome ; celle-ci prévoit d'étudier la possibilité d'utiliser des techniques et des logiciels développés pour les expériences du CERN afin d'exécuter des codes d'apprentissage approfondi sur des dispositifs logiques programmables destinés à la conduite autonome. Les dispositifs logiques programmables seraient utilisés non pas avec des données de physique des particules (La physique des particules est la branche de la physique qui étudie les constituants...), mais pour interpréter les immenses quantités de données résultant des conditions de conduite normales. Les informations fournies par les capteurs (Un capteur est un dispositif qui transforme l'état d'une grandeur physique observée en une...) de la voiture (Une automobile, ou voiture, est un véhicule terrestre se propulsant lui-même à l'aide d'un...) serviraient ainsi à identifier les piétons et les véhicules. Cette technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) devrait permettre d'améliorer et de rendre plus rapides les décisions prises par les voitures automatiques, et donc d'éviter des collisions.

Pour en savoir plus sur les technologies du CERN et sur leurs applications potentielles, visitez la page kt.cern/technologies.
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