Smartphone vs Workstation ? Tu vas frimer en soirée

Comment et pourquoi devons-nous passer du boulier au super calculateur portable ?

Le concept industriel du smartphone basique vieux d’une vingtaine d’années tient déjà plus de la charrette à bras que d’une navette spatiale. Mais d’évolutions en révolutions, il pourrait bien dans un bref délai s’apparenter aux silex taillés de nos lointains ancêtres en comparaison des développements des ultra-hautes technologies qui nichent dans des repères ou le nanomètre a depuis une grosse décennie remplacé le mètre étalon du pavillon de Breteuil !

[Pour être plus précis, le mètre étalon en platine iridié n’est plus du tout étalon depuis que l’on utilise une référence au rayonnement du césium et non plus une référence au quart du méridien terrestre].

Le puzzlephones que j’évoquais dans une précédente publication devrait arriver sur le market courant février 2015 selon les derniers communiqués. Plusieurs constructeurs commencent déjà à s’engouffrer dans ce marché promis (aujourd’hui et pour un temps) à un brillant avenir.

Cette initiative notoirement marquée par Google, serait bien l’illustration des capacités multifactorielles dont pourraient se doter nos appareils très familiers. La base, ou ‘squelette’ reprendrait à minima les caractéristiques d’un simple dual ou quad core minimaliste mais pourrait aussi évoluer, sur cette même base [ID le boîtier du PC desk], vers des entités ‘ajustables’ aux performances extrêmement élevées selon les besoins spécifiques de chacun.

D’un simple téléphone « sachant téléphoner » pourraient bien naître de très puissantes Workstations, véritables calculateurs nomades, au soutien et à la surveillance d’une multitude de données touchant aux domaines de notre santé, via une multitudes de capteurs biométriques. Ces mêmes calculateurs ne feraient qu’une bouchés de nos futurs et pléthoriques besoins dans le domaine de notre vie quotidienne au travers des innombrables objets connectés dont les développements bien que très actifs, sont encore naissants.

Google a investi des sommes colossales dans le rachat de compagnies toutes orientée bionique et biotechnologie avec la ferme intention de devenir l’acteur dominant du secteur. Il devra probablement en découdre avec MS qui ne manque pas de puissance financière lui non plus ainsi qu’avec plusieurs autres qui n’entendront pas se laisser dépasser, voire dominer ! Je salue au passage l’esprit de conquête de ces compagnies qui par ailleurs, ce n’est un secret pour personne, entretiennent des activités de fichage et de surveillance pour le moins spécieuses –mais ceci est un autre débat-.

Je n’évoquerai donc pas d’autres développements que quelques-uns de ceux affairant aux hautes technologies biomédicales, dont certaines constituent une de mes occupations principales. Toutefois, ce message doit être fortement modulé car les certitudes en la matière de ces développements ont la solidité des sables mouvants du Mont St Michel après le retrait de la mer ! Je m’exprimerai évidemment avec beaucoup de retenue et la plus grande humilité et vous invite à consulter les multiples bases de de donnée scientifiques pour vous faire, en la matière, votre propre religion.

L’homme et la machine : aliénation ou libération ?

La bionique a enfoncé et fait voler en éclats les portes très hermétiques de la biologie pour donner naissance au concept de la biotechnologie ou plus justement ‘des’ biotechnologies !
Loin d’être un viol, -ceci étant dit dans le plus grand respect des courants de pensées philosophiques contraires-, cette intrusion se révèle d’une richesse tout aussi exceptionnelle qu’inattendue. Mais cette union aussi improbable que fructueuse s’avère excessivement gourmande en puissance de calcul en même temps qu’elle exige une miniaturisation que la plupart des équipements hospitaliers sont loin d’offrir.

Aussi, pour satisfaire aux exigences de l’enfant turbulent et capricieux né des amours et de l’interaction microbiologie-micro/nano électronique, les meilleurs fondeurs de la planète et les fabricants de smartphones doivent bel et bien se préparer frénétiquement à s’affronter pour battre des records dans la course à la puissance qui les opposent, dans un véritable combat de titans.

S’attaquer aux processus biologiques pour les analyser, voire les orienter et peut-être un jour les diriger, nécessite de se doter d’outils supportant des capacités d’intégrations de donnes et des vitesses vertigineuses de calcul d’opérations en virgule flottante, communément appelée FLOPS. La nature humaine est mue par des ‘intelligences’ naturelles d’une telle complexité qu’il aura fallu que les chercheurs entrent dans l’univers des calculs mathématiques à très grande échelle et acquièrent en même temps la maîtrise de l’ultra petit [le nanomètre] pour en approcher les mécanismes les plus simples … c’est peu dire du chemin (inconnu) restant à parcourir !

¬[Pour détails, le plus puissant calculateur civil connu à ce jour est chinois et réalise 33,86 pétaflops/s, autrement dit 33,86 millions de milliards d’opérations à virgule flottante par seconde ; A noter que les super calculateurs de l’armée américaine n’entrant pas dans le top 500 des calculateurs privés].

Les smartphones-calculateurs à venir seraient-ils en passe de devenir nos anges gardiens ?

On est bien au-delà des (relativement) simples problématiques de fluidité des jeux les plus gourmands, du re-calcul par lots de calques photographiques ou vectoriels 3D en ultra haute résolution, ou encore du recodages vidéo massif ! La problématique n’est autre que de commencer à interfacer des données biologiques à des micro/nano capteurs, de rendre ces capteurs communicants à partir de sources d’énergie ‘induites et naturelles’ et de coder des algorithmes experts capables d’en analyser les données délivrées en masse et sous des formes multiples.

L’interface des biotechnologies portables exige de façon inéluctable des puissances que seules des architectures cadencées en 64bits peuvent prétendre satisfaire dans des process nomades, tout en présentant (ce qui reste à prouver pour les smartphones) une stabilité et une fiabilité extrême, activant des ‘core’ multiples soutenus par des ‘masses’ de RAM DDR4 …. Cf. DamsHolt 😉

Ainsi seront-ils petit à petit capables de délivrer les puissances de calcul requises au traitement des flux gigantesques de données microbiologiques transmises par des capteurs polymorphes [traduction étymologique], fonctionnant en continu.

L’énorme avantage du smartphone en tant qu’outil de calcul, réside dans le fait incontestable qu’il est devenu le meilleur confident et le plus fidèle partenaire du plus grand nombre. En médecine, cet avantage notoire est loin d’être un détail car un appareil du quotidien dès la jeunesse, et donc ‘apprivoisé’, sera utilisé sans aucune contrainte mais bien comme une aide, car quelques soient les analyses qui lui seront confiées, un smartphone présentera une empreinte ‘médicale’ inférieure à un simple thermomètre infrarouge, voire un glucomètre.

Qui plus est, ce vecteur de ‘données de vigilance ou d’alertes’ permettra toujours de téléphoner 😉 et proposera toutes les options multimédia que l’on connaît fort bien histoire de distraire le patient ou/et la population dite ‘à risque’ 😉

Des ‘Smart-Calculateurs’ oui, mais pour quoi faire ?

Je ne vais pas m’engager dans un exposé exhaustif des technologies existant et de celles plus nombreuses encore en cours de développement, mais vous proposer un petit ‘digest’ d’une infime partie de l’Etat de l’Art en la matière, sachant bien que ces technologies sont en perpétuelle évolution et que ce qui est écrit ici peut fort bien être contredit ou fondamentalement réformé demain grâce aux progrès de la science -ceci étant d’ailleurs mon souhait le plus ardent !-

Certains véhicules automobiles sont équipés de multiples capteurs programmés pour discerner la survenue d’un accident, interagir avec les données de géolocalisation GPS et actionner un appel automatique vers les services d’urgence. Nous pourrions sur cette base multiplier le détail des capteurs susceptibles d’affiner la précision du ‘diagnostic’ réalisé et transmis par des capteurs multiples.

Dans cet exemple, nous avons donc un ensemble de capteurs qui reçoit une somme d’informations, qui l’analyse en la comparant à une base de données et qui contacte de façon autonome un système expert aboutissant à une alerte.

Voici donc de façon simplifiée le travail ‘générique’ qu’il fallait commencer d’opérer pour interfacer certaines données biologiques avec un ou plusieurs capteurs-transmetteurs.

La genèse d’un capteur biotechnologique :

De la sont nées 2 problématiques complexes : il fallait idéalement que le capteur ‘se fasse oublier’ et ne constitue aucune gêne pour l’usager ; Il fallait ensuite que ce capteur fût communicant sans oublier au passage la nécessité que le couple capteur-émetteur soit alimenté de façon passive dans l’encombrement d’un accumulateur extérieur.

Sans entrer dans les détails de sa conception, une puce biométrique ayant l’aspect d’un mini circuit imprimé a pu être apposée sur un patch en polymère puis recouvert d’un substrat soluble à l’eau. Il ‘suffisait’ alors de placer le dispositif sur la peau du patient à ‘surveiller’, de le mouiller avec de l’eau pour que le circuit imprimé soit apposé à la façon d’un tatouage temporaire.

La conception même du support de la puce et des circuits ayant été établis de sorte qu’elle ait l’élasticité et les propriétés de résiliences strictement identiques à la peau humaine, l’ensemble étant un gage de parfaite tolérance.

Et comme les chercheurs ne sont pas tous de vieux acariâtres asociaux 😉 ils eurent la bonne idée de proposer que ce patch ‘médical’ aux multiples usages -selon ses multiples formes de conception et de réalisation- puisse être recouvert d’un véritable tatouage éphémère, à usage purement ‘décoratif’ et cosmétique celui-ci !

Sources:
http://www.sciencemag.org/content/333/6044/830.summary file:///D:/Recherche/Breakthrough%20%20Electronic%20circuits%20that%20are%20integrated%20with%20your%20skin.html

La prouesse technologique ne repose pas sur cette dernière caractéristique bien qu’elle soit en vérité la seule directement et immédiatement ‘compréhensible’ par un patient ce qui n’est pas un détail.

Cette puce, encore une fois -sous une multitude de formes de fabrication- est donc susceptible de capter et d’analyser les données de température, l’activité des muscles, l’activité cérébrale, la fréquence cardiaque, le pouls, la respiration, la saturation en oxygène, la présence d’acide lactique etc. la liste exhaustive n’est pas disponible et n’ajouterait pas à la présentation.

Pour illustrer les prouesses de cette technologie en perpétuel développement et diversification, cette puce a pu être apposée sur le larynx d’un patient et a su capter et transmettre les fréquences vibratoires de la voix, ces dernières récupérées via un smartphone ont pu être décodée afin que la voix du patient puisse être entendue. Par extension, les simples mouvements du larynx simulant la voix devenaient suffisants pour la transmission de sons, captés, modulée puis démodulés.

[Motorola a déposé le brevet d’une application de microphone utilisant le patch dont je parle. Voir ici à cette adresse] :

Il est apparu que pour des applications beaucoup plus complexes la puce ‘auto alimentée’ à la façon d’une RFID nécessitait une puissance électrique supplémentaire. Les applications en question étaient du domaine des explorations biologiques et couvraient de multiples analyses possibles.

Une autre équipe de chercheurs a démontré que l’acide lactique présent dans la sueur, fût-il en quantité infime était susceptible d’être transformé en courant faible. Le procédé a donc été expérimenté et commence à donner de très bons résultats. Bien des publications pseudo scientifiques se sont emballées en lançant l’idée aujourd’hui saugrenue que nos smartphones pourraient être rechargés à la sueur de notre sueur … tel n’est pas le concept ni les objectifs que je décris ici.

A noter que la communauté de chercheurs a laissé dire, trouvant ainsi un espace de tranquillité pour poursuivre des recherches plus essentielles et du ressort de leurs expertises.

Micro batterie avant sa pose.

Batterie posée tel un patch.

Nous pourrions développer très largement ces sujets mais pour la plupart, ils sont couverts par des accords de secret et de confidentialité et mon propos n’est pas de faire du sensationnalisme, mais de montrer que quels que soit les capteurs-émetteurs mis en œuvre, l’interface d’analyse puis de transmission idéale se trouve bien être le smartphone. Quand je parle de smartphones, j’entends ceux qui seront dotés d’un hardware autorisant l’exploitation de programmes aux algorithmes extrêmement complexe et terme de calcul.

Il est en effet plus simple à la vue de ces quelques exemples d’imaginer les puissances de calcul requises afin qu’un patient malade ou la population à risque, déficience respiratoire ou cardiaque voire diabétique etc. puisse être suivie à distance par des algorithmes experts au service des médecins et hospitaliers seuls véritable décideurs ultimes.

Je pense que le vieillissement de la population engendrera la multiplication des besoins de surveillance à distance, au domicile des personnes, et que chemin faisant les perpétuelles évolutions des hautes technologies permettront à des systèmes experts de rassurer bien des personnes sur leur état de santé.

A suivre !

Rédacteur invité: Mo