Digne de la science fiction la plus débridée, la matière polymorphe sera-t-elle bientôt réalité?

Seth Goldstein et ses objets qui changent de forme

S’il fallait résumer la plus grande prouesse du 20ème elle tiendrait en un mot : la miniaturisation. Imaginons qu’il soit un jour possible, à travers un hypothétique voyage dans le temps, de revenir au tout début des années 40. Nous nous retrouverions alors dans un monde où le seul ordinateur existant était l'ENIAC, une monstre colossal qui pesait 30 tonnes et mesurait plus de 30 mètres de long. L’unité de calcul de cette machine se composait alors de 17 468 tubes sous vide.

siècle en matière de technologie, Comment aurions-nous pu alors, à cette époque, paraître crédible si nous avions dit à l’un des ingénieurs affectés à cette machine que, un peu plus d’un demi siècle plus tard, nous aurions dans la poche, un appareil incroyablement plus puissant que l’ENIAC. En effet, l’ENIAC pouvait effectuer 357 multiplications par secondes (ou bien 5 000 additions). Un simple iPhone est capable d’effectuer des centaines de millions d’opérations complexes dans le même laps de temps.

Si l’on veut prendre la mesure des travaux menés par Seth Goldstein à l’université de Carnegie Mellon, sous la supervision active de Todd Mowry, responsable de recherches chez Intel, il faut s’autoriser une même capacité d’extrapolation.

Ce que Goldstein nous fait envisager est une révolution sans précédent du monde où nous vivons. Une réalité qui n’a jamais semblé appartenir qu’au domaine de la science- fiction la plus utopiste. Des objets qui changent de forme à volonté. La chaise qui se transforme en échelle, puis en planche de travail. Pour redevenir une chaise en cas de besoin. Ou venir s’agréger à un pan de table qui serait trop petit pour accommoder l’invité de dernière minute.

Nous n’avons pris là que des exemples simples afin d’entrer à pas de loup dans cet univers fascinant de la matière polymorphe. Allons plus loin et Seth Goldstein nous fait miroiter des appareils bien plus sophistiqués. Un exemple : le téléphone mobile dont la forme s’adapte à la situation...

« Une fois que vous avez terminé votre appel, le smartphone prend la forme d’un bracelet que vous pouvez porter autour du poignet. Si vous désirez regarder une vidéo, il se déplie afin d’offrir d’une grande surface d’affichage. Si vous désirez envoyer un SMS, il se change en clavier. »

La vidéo qui présente le projet Claytronics supervisé par Seth Goldstein et Todd Mowry va plus loin. Lors d’une réunion à grande échelle au directoire d’un constructeur automobile, nous voyons une automobile futuriste accomplir des métamorphoses dignes des Transformers. Le temps où nous pourrions disposer d’un véhicule qui se comporte comme une citadine compacte aisée à garer en ville, devient une décapotable lorsque le soleil brille, ou une familiale lorsqu’il faut emmener la famille en vadrouille, ce temps semble en mesure d’advenir même si l’horizon se situe loin, très loin...

Le souci, avec une application comme les Claytronics survient quand on demande à voir ce qui existe actuellement. Et ce n’est pas très sexy. Des composants lourdingues, au déplacement lent, un peu gauche... Pourtant, il est possible d’entrevoir qu’à terme, si le projet est mené à terme, il serait possible peu à peu de suivre le chemin qu’ont suivi les ordinateurs, passant de l’ENIAC aux minis-ordinateurs puis aux PC, au Mac, aux consoles de jeux et peu à peu à l’iPhone et autres smartphones.

Claytronics, c’est quoi au juste ?

Que sont les Claytronics ? La quarantaine bien avancée, le regard chaleureux, Seth Goldstein les compare à des sortes de grain de sables intelligents. Des grains de sable que l’on pourrait agglomérer – ou dés-agglomérer – à volonté.

« Le domaine sur lequel nous portons nos recherches pourrait être résumé ainsi : comment construire une matière que nous pourrions programmer de façon à produire n’importe quelle forme physiquement possible ? » explique Goldstein.

« Plutôt que de partir d’un seul bloc de matière, nous gérons un grand nombre d’entités de taille minuscule et chacun d’entre elles est essentiellement un robot. »

Les formes adoptées pour ces éléments de base sont de deux types : une sphère ou un cube. Goldstein tente une métaphore : »

Pensez à un tas de grains de sable. Chaque grain de sables serait un ordinateur ayant la capacité de se déplacer, de changer sa couleur, et aussi de s’agglutiner à d’autres grains de sables. »

« Imaginons à présent que nous ayons des milliers ou même des millions de tels cubes qui travaillent de concert. Nous pouvons alors élaborer toute forme qui vous paraisse intéressante. »

Et voilà. En réalité, au niveau théorique, le Claytronics est quelque chose de simple. Vous souvenez-vous du clip de Michael Jackson, « Black or White », dans lequel le visage du chanteur se transformait imperceptiblement sous nos yeux ? Ou de la fameuse scène du finale de Terminator II ? Le Terminator que l’on croyait achevé, avait été désagrégé en quelques dizaines de particules sphériques et luisantes, en apparence inanimées. Pourtant, ces boules continuaient, envers et contre tout, d’appliquer le programme qui leur avait été inculqué. Elles se rapprochaient donc les unes des autres, s’agglutinaient et reconstituaient le corps du Terminator. En matière d’image de synthèses, on parlait alors de ‘morphing’. En gros, en déplaçant habilement les points constituant une image, on en produisait une autre.

Les Claytronics, c’est la même chose. La seule différence c’est qu’ici, le morphing s’applique aux fameux grains de sables évoqués par Goldstein. De ce fait, un objet passe d’une forme donnée à une autre, par le simple déplacement de ce que Goldstein et Mowry appellent les ‘catoms’ (claytronics atoms).

Ce qui apparaît surprenant, c’est que, s’il faut bien évidemment un logiciel très sophistiqué pour ce qui est de réorganiser les grains de sables afin de passer d’une forme à une autre, les catoms eux-mêmes n’ont besoin que d’un processeur minimal, car ils doivent juste savoir exécuter des instructions simplissimes telles que celles-ci : avancer, reculer, aller à gauche, à droite, s’agglutiner à un autre, se détacher d’un autre...

« Nous avons un processeur sur chacune des différentes unités, qui exécute son propre programme. Pour chaque grain de sable, il s’agit d’un tout petit programme. Lorsque vous observez l’effet de la totalité de ces grains, nous obtenons un effet global qui amène l’ensemble à former un objet particulier. » De fait, à partir de là, toutes les formes sont imaginables...

Extrait de "Les rebelles du numériques" de Daniel Ichbiah et Jean-Martial Lefranc, aux Editions First Interactive, 2014. Pour acheter ce livre, cliquez ici.