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Une IA plus performante que l’œil humain

Une intelligence artificielle capable de voir mieux que ne le fait l’œil humain ? L’idée peut sembler farfelue. Elle est pourtant très sérieuse, et les chercheurs qui ont mis au point cette technologie lui prédisent un énorme potentiel. Explications.

Œil entouré de lasers

©eternalcreative

Tout a commencé avec la Computer vision, ou vision par ordinateur. De quoi s’agit-il ? De la possibilité qu’ont les ordinateurs, grâce à l’IA, d’extraire des informations à partir d’images numériques. Les caméras, données et algorithmes jouent le rôle de nos rétines, nos nerfs optiques et notre cortex visuel. Et ils le font très bien, et très rapidement.

Cela fait plus de 60 ans que les scientifiques s’appliquent à apprendre aux machines à voir, et à interpréter ce qu’elles voient. L’IA est venue faciliter ce processus, en fournissant aux machines de grandes quantités de données, accélérant leur apprentissage. Les applications sont infinies, de la surveillance d’un site (un port, un aéroport par exemple) permettant ainsi de déceler des anomalies, à la détection de cancers, en passant par la reconnaissance faciale, qui permet par exemple de déverrouiller un smartphone. La nouvelle enthousiasmante ? Les chercheurs n’ont de cesse de vouloir perfectionner cette vision artificielle.

Au-delà des limites de l’œil humain

Elle est capable de voir, de reconnaître des formes, d’identifier des objets. Elle, c’est la technologie, qui tient sur une puce, imaginée par des chercheurs de l’Université de Floride Centrale (UCF). Sa particularité : imiter de manière troublante le fonctionnement des neurones de la rétine. En réalité, elle ne se contente pas de l’imiter, elle fait mieux ! En effet, la lumière visible par l’œil humain est comprise entre les longueurs d’ondes 380 et 780 nanomètres. Tout ce qui est en dessous ou au-dessus est invisible à l’œil, ce qui n’est pas le cas pour la technologie imaginée par les chercheurs, qui peut aller au-delà des limites de l’œil humain, en percevant également les ultraviolets, et même les infrarouges.

L’IA, le pied sur l’accélérateur

Classiquement, les images sont capturées, stockées sur des cartes mémoire, avant d’être éventuellement traitées par un logiciel. C’est donc un processus en trois étapes. Ce qui change ici, c’est que les chercheurs ont accéléré les choses : de trois étapes, il n’y en a plus qu’une, tout se fait en même temps. Cet outil, qui imite une rétine humaine, peut en effet reconnaître instantanément ce qu’il a en face de lui, comme les smartphones qui peuvent décrire automatiquement des images avec des mots. « En combinant ces trois étapes, notre outil est bien plus rapide que les technologies actuelles », se réjouissent les chercheurs. La technologie ne prend que très peu de place, une puce compacte de la taille de 2-3 cm. « Ça va changer la manière dont l’intelligence artificielle est utilisée », prédit une des auteures de l’étude, Tania Roy, professeur assistante à l’UCF.

Pour mettre au point cette technologie, son équipe n’est pas partie de zéro. Elle avait déjà travaillé sur des outils utilisant l’IA sans avoir besoin de connexion internet, pouvant ainsi être utilisés partout sur la planète, même dans les endroits les plus reculés. « Nos appareils se comportaient comme un cerveau humain, mais nous ne leur transmettions pas directement des images », explique Roy. « Nous avons ajouté à notre technologie le pouvoir de détecter des images. Elle agit désormais comme les « pixels intelligents » d’un appareil photo en détectant, reconnaissant, et traitant simultanément les images. »

Pour des voitures autonomes et très intelligentes

À quoi pourrait servir cet outil ? Certainement pas à faire une greffe pour remplacer des yeux défaillants. Cette puce n’a en rien l’aspect d’un vrai œil. Les chercheurs l’envisagent plutôt dans la robotique, ou embarqué dans les voitures autonomes qui seront, forcément, nourries à l’intelligence artificielle. Ce scénario ne relève en rien de la science-fiction. Pour preuve, les premiers véhicules sans conducteur -mais bien équipés de capteurs et de logiciels- sont déjà sur les routes. C’est le cas par exemple de Waymo, de Google, qui fait circuler -depuis 2023- des taxis autonomes à Phoenix et San Francisco. Ses utilisateurs trouvent déconcertant d’avoir un siège conducteur vide, mais il faudra s’y habituer, les constructeurs étant nombreux à travailler sur des projets similaires. Où une vue, même si elle est artificielle et non humaine, leur est, naturellement, indispensable.

Leur outil devrait, selon les auteurs de l’étude, apporter plus de sécurité aux passagers d’une voiture autonome, et faire baisser le nombre d’accidents de la route. Car cet œil artificiel ne sera jamais fatigué, ne boira pas la moindre goutte d’alcool et ne consommera pas de drogues. Mais il pourra parfaitement identifier les autres voitures et leurs trajectoires, un piéton surgissant brusquement sur la chaussée, les obstacles, les panneaux de signalisation, tout ça avec une vue à 360°. « La polyvalence de notre outil offrira une conduite plus sécurisée aux véhicules autonomes dans de nombreuses conditions, y compris la nuit », promet Molla Manjurul Islam, principal auteur de l’étude. Ceci grâce à sa « vue » améliorée, couvrant toutes les longueurs d’ondes.

« Aucune autre technologie ne sait opérer à la fois dans les longueurs d’ondes visibles de l’œil humain, comme dans la gamme d’ultrarouges, et d’infrarouges. C’est l’argument de vente numéro un de notre outil. » Cette technologie permettrait ainsi de mieux voir qu’un humain dans l’obscurité. Le taux de précision est aujourd’hui de 70 à 80%, « ce qui signifie qu’il y a de grandes chances que le dispositif arrive un jour sur le marché », s’enthousiasme Adithi Krishnaprasad, co-auteur. L’étude a été publiée le 25 mai 2022 dans la revue ACS Nano. Prochaine étape, la commercialisation ? C’est en tout cas le souhait des chercheurs, qui espèrent y arriver d’ici 5 à 10 ans. Affaire à suivre…

 

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