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MIT : les 10 technologies émergentes en 2007 consacrent les « nanos » et les biotechnologies

Comme chaque année, la Technology Review, du MIT, publie sa sélection des 10 technologies les plus innovantes et les plus susceptibles de transformer l'industrie et la recherche et de bouleverser nos modes de vie.

Il est également intéressant de rappeler les 10 technologies émergentes qui avaient été sélectionnées par le MIT en 2006. On constate que sur les deux dernières années, 10 des 20 technologies retenues concernent les sciences du vivant (6 en 2006 et 4 en 2007). On remarque également la rapide montée en puissance des nanotechnologies (6 technologies sur 20 depuis 2 ans), qui s'imposent de manière transversale dans l'ensemble des champs disciplinaires scientifiques et techniques.

Les 10 technologies émergentes en 2007

La nano-cicatriation , qui utilise des microfibres de peptides pour former un liquide capable de stopper presque instantanément une grave hémorragie ;

Le contrôle des cellules neuronales qui devrait permettre, d'ici quelques années, de disposer de traitement ciblées plus efficaces contre des pathologies psychiatriques sévères, comme la dépression profonde ;

L'analyse unicellulaire. L'analyse de différentes cellules permet à des chercheurs de distinguer une population uniforme des cellules et un groupe de cellules ayant une concentration différente en protéines. La capacité d'identifier de telles différences a pu être essentielle aux maladies d'arrangement telles que le cancer ou le diabète. L'AU vise à mieux comprendre pourquoi chaque cellule produit de manière différente protéines, lipides, hormones, afin de mettre au point des traitement plus ciblées pour des maladies comme le cancer ou le diabète.

Les moniteurs médicaus personnalisés : pour John Guttag, du MIT, l'idée est d'utiliser des ordinateurs pour automatiser l'interprétation de certaines données médicales complexes comme les ondes cérébrales ou les électrocardiogrammes. Confrontés à des données toujours plus abondantes, les médecins ont besoin de comprendre rapidement les tendances qui s'en dégagent. Le logiciel peut être la clé d'une médecine plus précise et plus personnelle. En surveillant l'activité cérébrale d'un patient, l'appareil de John Guttag lui a par exemple permis de voir se former les crises d'épilepsie et donc de les prévenir.

La distribution vidéo en P2P : à l'heure où, selon CacheLogic, la vidéo sur l'internet représenterait 60 % du trafic total et pourrait, selon le chercheur et entrepreneur Hui Zhang, monter à 98 % d'ici deux ans.

La distribution vidéo en P2P pourrait devenir l'application qui permettrait de résoudre bien des problèmes de charge sur le réseau. A l'université de Cornell, Paul Francis teste Chunkyspread, un système P2P multicast. Et pour s'assurer que les fournisseurs d'accès ont intérêt à accepter le trafic P2P, Hui Zhang, avec Rinera Networks leur permet d'identifier les données P2P qui transitent sur leurs réseaux pour les compter, leur affecter des degrés de priorité, voire les tarifer.

Les nano-chargeurs solaires : les cellules photovoltaïques utilisent des semi-conducteurs en silicium monocristallin pour convertir l'énergie lumineuse en courant électrique, une technologie coûteuse et peu efficiente. Des chimistes pensent que des semi-conducteurs de cristal de quelques nanomètres de large pourraient diviser par 10 le prix de revient de l'énergie solaire et la rendre, d'ici 10 ans, aussi compétitive que les combustibles fossiles.

La réalité augmentée : Pour les applications mobiles la technologie est déjà là, explique Steven Feiner, directeur du Laboratoire Computer Graphics and User Interfaces de l'université de Columbia en faisant référence aux travaux de Nokia sur les application de la réalité augmentée mobile (MARA).

La révolution de l'invisible : certains « métamatériaux », ou matériaux composites dont les structures sont déterminées avec précision, présentent des caractéristiques inexistantes dans la nature comme celle de détourner les ondes lumineuses et donc de rendre les objets invisibles à des capteurs.

La nanotechnologie pour les antennes optiques : des antennes optiques qui concentrent la lumière à un niveau nanométrique pourraient permettre de démultiplier la capacité de stockage des supports optiques existants.

L'image numérique reconstruite : Richard Baraniuk et Kevin Kelly, de la Rice University, pensent que grâce à de nouveaux composants logiciels et matériels, nos appareils photos deviendront plus petits et plus rapides, tout en consommant moins d'énergie et en prenant des photos en très haute résolution.

Comment ? Au lieu de faire enregistrer la lumière par des millions de capteurs, puis de compresser les données, leur appareil s'appuie sur un capteur unique, qui capture un petit pourcentage de l'information transmise par l'objectif, ce qui permet à un logiciel de reconstruire l'image à une très haute résolution.

Cette technique baptisée “Sensation Compressée” (Compressed sensing)) pourrait révolutionner l'imagerie médicale d'ici 2 ans et permettre aux téléphones mobiles et PDA de produire des images de haute qualité de la taille d'un poster.

Voici, pour mémoire, les 10 technologies émergentes que le MIT avait sélectionné en 2006 :

La nanomédecine

Le développement des nanoparticules et de nanovecteurs pour amener directement au sein de la cellule cancéreuse le traitement

La nanobiomécanique

La mesure des forces microscopiques qui agissent sur les cellules

L'épigénétique

L'analyse des modifications du gène qui ne sont pas codées par la séquence d'ADN utilisée dans la détection précoce des cancers. L'épigénétique cherche à comprendre certains mécanismes qui influent sur l'expression (et non sur la structure) des gènes, pour mieux diagnostiquer le cancer et identifier les traitements efficaces

La reprogrammation cellulaire (Nuclear reprogramming)

Il s'agit de contourner la question délicate de l'utilisation des cellules-souches embryonnaires et d'agir directement sur les cellules souches adultes pour les reprogrammer, sans transfert de matériel génétique, à l'aide de substances chimiques. Le biochimiste Peter Schultz, du Scripps Research Institute, est ainsi parvenu, par voie chimique, à transformer des cellules musculaires de souris en cellules graisseuses ou osseuses.

L'interactomie comparative

La biologie moléculaire utilisée pour créer des cartes complexes d'interaction entre molécules et obtenir de nouveaux médicaments. L'interactomie cherche à exploiter de nouvelles solutions médicales à partir de cartes des interactions entre les molécules d'une cellule.

L'imagerie du tenseur de diffusion (Diffusion Tensor Imaging)

Cette technologie est basée sur la diffusion des molécules d'eau dans le corps, c'est-à-dire leurs mouvements aléatoires à très petite échelle (quelques microns). Grâce à l'application de champs magnétiques spéciaux (les gradients de diffusion), on peut rendre les images IRM dépendantes de ces mouvements de diffusion.

Dans un faisceau de matière blanche, les molécules diffusent principalement dans la direction de la fibre (axones), et seulement très peu dans les directions perpendiculaires à celle-ci. En appliquant des gradients de diffusion séquentiellement dans plusieurs directions de l'espace, on peut identifier les axones parallèles à chacune de ces directions.

Pour traiter toutes ces informations, l'ordinateur construit une matrice de 9 chiffres (un tenseur, d'où le nom de la technique) pour chaque point du cerveau, et en tire sa direction principale de diffusion. Ensuite, il code celle-ci en couleur. Au plus la diffusion est forte dans sa direction principale, c'est-à-dire au plus le faisceau est formé et myélinisé, au plus le point apparaît brillant sur l'image.

Des algorithmes de "fiber tracking" permettent de traquer un faisceau sur toute sa longueur, par exemple, le faisceau corticospinal qui transmet les informations motrices depuis le cortex cérébral jusqu'à la moelle épinière. LA DTI est notamment utilisée dans la compréhension de la schizophrénie).

L'authentification universelle

Le développement d'un système standard d'authentification qui sécurise toute action sur le net tout en simplifiant les procédures d'identification)

La radio cognitive

L'optimisation du spectre des radio fréquences en fonction des comportements utilisateurs et de l'état du réseau. Dans la perspective où tous les capteurs qui nous entourent échangent sur des longueurs d'ondes proches, nous risquons rapidement d'arriver à saturation. La RC vise à améliorer la manière dont les dispositifs de communication sans fil se partagent le spectre radio-électrique. L'idée des radios cognitives consiste à ce que les objets communicants sachent détecter les bandes inexploitées du spectre radio et s'ajuster au comportement des autres pour optimiser leurs propres communications.

Le sans fil omniprésent (Pervasivewireless)

Le développement d'une plate-forme de communication pour des protocoles sans fil d'appareillages hétérogènes.

L'électronique flexible sur mesure (Stretchable silicon)

Le développement de nouveaux composants électroniques souples et flexibles utilisant de nouveau supports, comme les polymères et permettant de nouveaux usages, comme le papier électronique (e-paper), les écrans souples, intégrés aux vêtements ou des cellules photovoltaïques flexibles en ruban, apposables sur les façades des immeubles.

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