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GUILLEMANT Philippe

Philippe GUILLEMANT

Dynamique de l'information dans les systèmes chaotiques

Responsable: Philippe Guillemant

Collaborateurs: Cherifa Abid, Marc Medale

Nous développons ce thème selon deux approches (1) aval et (2) amont:

  1. Une recherche technologique où les systèmes d'information considérés sont des signaux ou séquences d'images, ayant conduit au développement d'algorithmes innovants de traitement du signal et de vision artificielle, notamment la dimension d'activation et le plongement fractal, brevetés par le CNRS et exploités dans les domaines industriel et médical.
  2. Une recherche fondamentale plus récente en physique de l'information, qui consiste à étudier l'évolution qualitative et quantitative de l'information dans des systèmes dynamiques, du plus simple - tel un billard - jusqu'au plus complexe, voire l'espace-temps lui-même.

1. Recherche technologique:

L’analyse par l’image des systèmes dynamiques nécessite, de par la nature complexe des phénomènes observés (cerveau, oeil, fumées, objets en mouvement ou scènes) le développement de nouvelles méthodes heuristiques de traitement de l’information. Leurs applications en vision artificielle ont exigé le traitement en temps réel d'informations massives afin d'extraire les éléments visuels pertinents. Les méthodes que nous avons développées ont abouti à des licences ou brevets portant sur le plongement fractal, la dimension d'activation d'un signal et les réseaux de neurones artificiels. Elles ont conduit à la réalisation de logiciels et systèmes valorisés dans l'industrie et à la la création de deux sociétés sous licence CNRS: Synapsys et Uratek.

Les composants logiciels CNRS / URATEK ont trouvé de nombreuses applications en robotique industrielle (BOSH, SAINT-GOBAIN, SANDEN, COUSIN-BIOTECH, ...), en robotique humanoïde (ALDEBARAN Technologies), dans les systèmes de localisation et d'identification (THALES, IFREMER, TOTAL IMMERSION...) et dans le secteur médical (SYNAPSYS, CCA BIODIGITAL, Centre d'IRM fonctionnelle....).

Valorisations récentes (>2010):

- en traitement du signal (dimension d'activation):

M. Magnin, M. Rey, H. Bastuji, P. Guillemant, F. Mauguière, L. Garcia-Larrea, “Thalamic deactivation at sleep onset precedes that of the cerebral cortex in humans”, Proc Natl Acad Sci U S A., 107(8), pp 3829-33, 2010.

- en vision artificielle (projet Vigicapt):

P. Guillemant, C. Abid, "Prototype de détection du regard et de contrôle sans les mains de la souris sur ordinateur", projet Vigicapt, Incubateur Inter-Universitaire Impulse, 2011.

Vidéo youtube: http://www.youtube.com/watch?v=V6SunvbaQjM

2. Recherche fondamentale:

La physique de l'information est une nouvelle orientation de la recherche en physique qui est confortée par des résultats tendant à démontrer que l'information pourrait être une grandeur physique. Elle considère l'univers comme fondamentalement composé d'informations et son évolution comme calculable au sens informatique du terme. Il s'ensuit un besoin de convergence entre la thermodynamique statistique et la mécanique quantique, visant à mieux comprendre notamment le hasard et à définir objectivement ce qu'est l'information en lui attribuant un sens physique.

Nos travaux sur la dynamique du billard s'inscrivent dans cette problématique. Le billard nous sert de modèle réduit (de système dynamique complexe) pour étudier les échanges d'informations qui se produisent durant les interactions (ici des chocs élastiques). Nous cherchons en particulier à quantifier les pertes d'information physique dans un tel système et à comprendre la manière dont le hasard (thermodynamique ou quantique) permet de combler ces pertes.

Ces travaux sont suceptibles de déboucher sur des applications qui intéressent l'introduction du hasard dans les grands systèmes d'information où il est très important de "tomber juste", par exemple dans une collecte d'information où les critères de choix sont trop insuffisants et sous-déterminés, ce qui est le cas des moteurs de recherche sur Internet. Le mot clé très "tendance" qui caractérise l'effet recherché dans ce secteur de l'innovation est "Sérendipité".

Publications récentes (>2012):

- Sur la dynamique de l'information dans le billard:

P. Guillemant, C. Abid, M. Medale, “Characterizing the transition from classical to quantum as an irreversible loss of physical information”, Arxiv 1311:5349 [Quantum Physics], 2013 (pdf)

- Retranscription d'une conférence à l'Institut de France (2012):

P. Guillemant, “A flexible cylinder to model physical functions of consciousness”, Cosmopolis, Vol 7, juin 2013 (pdf)

Mots clés:

imprévisibilité - indécidabilité - indéterminisme - cerveau - oeil - vision - observation - information - conscience

 

 

 

 

 

 

 

 

 



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