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16 décembre 2020 | Le projet INSPEX reçoit le prix « Étoiles de l’Europe 2020»

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Harald Richter - iStock

Visant à réaliser un dispositif portable de perception de l’environnement pour les personnes déficientes visuelles, le projet européen INSPEX reçoit le prix spécial du jury « Étoiles de l’Europe 2020 ». Couronnant les efforts de ses 9 partenaires, ce prix a été remis à Suzanne Lesecq, directrice de recherche au CEA List et coordinatrice du projet, lors d’un événement placé sous le haut patronage de Madame Frédérique Vidal, ministre de l’Enseignement supérieur, de la Recherche et de l’Innovation.

Voir la vidéo de la remise du prix avec la présentation du projet à la fin de l'article

Si la canne blanche est adoptée au quotidien par les personnes déficientes visuelles, elle ne leur permet pas de détecter tous les obstacles qui jalonnent l'espace public, en particulier au niveau du bassin et du haut du corps. Offrir une véritable « bulle de sécurité virtuelle » qui fonctionne sous différentes conditions environnementales (y compris brouillard, pluie, lumière rasante, plein soleil) est essentiel pour offrir aux personnes déficientes visuelles une réelle autonomie de déplacement, en toute sécurité.

Le projet INSPEX, achevé en 2019, avait pour objectif le développement d’un dispositif portable de perception de l’environnement par fusion de données (notamment mesures de distance) en utilisant la technologie SigmaFusion™ développée au CEA. Placé sur une canne blanche et couplé à une interface audio développée par l’entreprise GoSense, qui spatialise en 3D la présence d’un obstacle potentiellement dangereux. Le prototype développé par le projet permet de créer une « bulle de sécurité » autour de son utilisateur.

« Après une phase d’initiation très simple et quelques heures d’utilisation d’Inspex, la personne malvoyante parvient à se déplacer de façon fluide et à contourner les obstacles sans les toucher. Tout cela grâce à la localisation des obstacles dans l’environnement et à réalité augmentée sonore », explique Suzanne Lesecq.

img 1A partir des mesures de distances fournies par les différents capteurs intégrés dans le dispositif, un modèle de l’environnement est construit. Son analyse conduit à définir une « bulle de sécurité » autour de la personne : tout obstacle entrant dans cette bulle est alors rendu audible et localisé en trois dimensions, offrant une réelle interface audio 3D via des écouteurs extra-auriculaires.

 

 

Outre son rôle de coordinateur du projet, le CEA a optimisé une technologie de radar UWB (Ultra Wide Band) du CEA-Leti répondant aux contraintes de poids, de consommation et d’encombrement du dispositif. Ce radar permet de détecter des obstacles mobiles et d’estimer leur vitesse relative, et donc d’anticiper un potentiel impact.

L'institut Carnot CEA List a également développé des algorithmes embarqués de perception de l’environnement, avec le CEA-Leti. Ceux-ci tiennent compte du déplacement du dispositif dans le modèle numérique de l’environnement, et analysent ce modèle pour en extraire les informations pertinentes, c’est-à-dire les obstacles potentiellement dangereux sur la trajectoire de déplacement de la personne et sur toute sa hauteur.

img 2   img 3   img 4
    Prototype de tests   Prototype Final

 

img 5

Mené sur une période comprise entre janvier 2017 et décembre 2019, le projet Inspex réunit neuf partenaires de six pays européens, sous la coordination du CEA. Bénéficiant d'une subvention de 4 millions d'euros de l'Union européenne et de 500 000 € du Gouvernement suisse, ce projet permet de concevoir une canne blanche intelligente pour personnes malvoyantes transmettant un retour audio spatial 3D sur la localisation des obstacles. https://www.inspex-ssi.eu/

 

 

 

15 décembre 2020 | CEA Combines 3D Integration Technologies & Many-Core Architectures to Enable High-Performance Processors That Will Power Exascale Computing

IEDM 2020 Paper Details

 

IEDM 1
INTACT Active Interposer with 6 Chiplets (c) CEA

SAN FRANCISCO – Dec. 15, 2020 – CEA-List and CEA-Leti, research institutes at CEA, presented their technologies for achieving exascale-level, high- performance computing (HPC). Highlighting CEA-List’s advanced demonstrators and CEA-Leti’s state-of-the-art, 3D-technology toolbox that together enable higher bandwidth and heterogeneity for processors, the researchers explain how these empowered properties are critical for hardware innovations that help enable exascale computing.

- Exascale computing refers to computing systems capable of calculating at least 10¹⁸, or one-billion-billion, floating-point operations per second, which would be twice as fast as the fastest computer available today. Efforts to develop exascale computing are driven by highly data-intensive scientific and industrial applications, such as climate research, drug discovery and material design. This level of performance in HPC and Big Data will be achieved with heterogeneous computing nodes composed of generic processor chiplets hosting accelerator chiplets for improved operational intensity.

“Profound evolutions brought by high performance computing (HPC) applications are based on continuous and exponential increases in computing performances over the past decades,” explained Denis Dutoit, a CEA-List scientist and lead author of the IEDM paper, How 3D integration technologies enable advanced compute node for Exascale-level High Performance Computing?. “Supercomputers will soon achieve exascale-level computing performances mainly thanks to the introduction of innovative hardware technologies around the processors.”

IEDM 2
ExaNoDe Heterogeneous Multi-Chip Module (c) CEA
  • The CEA technologies are powering demonstrators in the ExaNoDe and INTACT projects, which have developed integrated prototypes with technology building blocks to support the EU’s drive towards exascale computing. The two institutes combined expertise in silicon and 3D sequential integration with many-core architectures, which are differentiated by their high level of scalability and power efficiency. They have demonstrated the benefit of new integration methods and processes following two main paths: finer 3D interconnect pitches, leading to improved bandwidth between compute chiplets, and assembly technologies that allow increasing heterogeneity in packaging, which improves peak performance.

  • In addition, the importance of a 3D-integration solution to developing HPC processors is confirmed by the European Processor Initiative (EPI), with which CEA is deeply involved. Its aim is to design and implement a roadmap for a new family of low-power European processors for extreme scale computing, high-performance Big Data and a range of emerging applications.

“These R&D successes open a path towards heterogeneous processors that will enable exascale-level supercomputers,” said Denis Dutoit. “We demonstrated that co-optimization of advanced architectures with 3D integration technologies achieves the level of computing performance and bandwidth required for HPC.”

  • Because chiplets stacked on active interposer allow modularity and reusability at low development costs, CEA-List also is investigating using this new methodology for HPC architectures in the embedded world, for compute-intensive accelerators. For edge applications requiring a high level of computation and memory, such as artificial intelligence (AI), chiplet-based partitioning will enable the creation of a broad range of solutions to meet the needs for embedded AI. Potential uses include autonomous driving, transport applications and industry 4.0.

  • Current CEA-Leti research work addresses die-to-wafer direct hybrid-bonding technology, which offers denser 3D interconnects with better electrical, mechanical and thermal parameters, and allows ultrahigh-bandwidth capabilities in heterogeneous systems. CEA-Leti also is working on high-density through silicon vias (TSV) (pitch 1 to 4 µms) to create together with die-to-wafer hybrid bonding a complete dense 3D stack. For the longer term, CEA-Leti is also investigating innovative photonic-interposer technology as a 3D-based photonic chiplet approach to enable interconnection of tens of computing chiplets with the resulting chip-to-chip communication bandwidth, latency and energy.

  • Over the next decade, co-optimization of advanced integration technologies with disruptive architectures is expected to establish the key foundations for HPC components.

  • This work was funded by the French National Programme d’Investissements d’Avenir (Investments in the Future), IRT Nanoelec, under Grant ANR-10-AIRT-05.

  • This work also was supported by the ExaNoDe project, funded by the European Union’s H2020 program under grant agreement No. 671578.

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15 décembre 2020 | Comment renforcer la sécurité des échanges de données sur internet ?

actu snowpackLes données personnelles transmises sur internet sont-elles bien protégées ? Comment les acteurs économiques et institutionnels peuvent-ils préserver leurs données sensibles ? Pour répondre à ces besoins croissants de sécurisation des données, personnelles ou professionnelles, le CEA List a développé une solution inédite d’anonymisation. Protégée par plusieurs brevets, cette technologie de rupture sera prochainement commercialisée par la start-up Snowpack.

 

 

 

La protection des données, une réalité ?

Les informations transitent aujourd’hui sur internet sous forme de paquets de données, qui regroupent les informations utiles et les métadonnées nécessaires à leur acheminement (adresses IP par exemple). S’il est possible de « protéger » les informations utiles en les chiffrant, les métadonnées restent visibles et constituent une vulnérabilité : un acteur malveillant peut facilement déduire de ces flux de données l’identité et la localisation de leurs sources et destinataires, voire « casser » leur chiffrement.

Des techniques d’anonymisation existent, par exemple à l’aide d’un service informatique tiers de confiance, qui masque les identités réelles, mais ces dernières restent visibles chez le fournisseur de services. Ce défaut, qui a été exploité ces deux dernières années, a montré la fragilité des approches actuelles.

Un concept de rupture

Pour accroître la sécurité des échanges sur internet, l'institut Carnot CEA List a conçu et développé une solution particulièrement innovante pour améliorer l’anonymisation : l’information est divisée en fragments constitués de données aléatoires mais complémentaires, ces fragments sont anonymisés et empruntent des « chemins » distincts. Impossible dès lors, pour un éventuel attaquant, d’accéder aux informations sensibles en « observant » le réseau dans lequel cheminent ces fragments !

actu snowpack 2

Impossible aussi, en pratique, de surveiller la masse des fragments en circulation sur le réseau pour un message donné. Et quand bien même, comment y retrouver enfin des fragments complémentaires, sans liens apparents, pour reconstruire correctement l’information ?

Une technologie performante et plug&play

La nouvelle approche du CEA List présente de nombreux avantages : résistance aux outils de surveillance de masse des réseaux, diminution drastique de la surface d’attaque visible, non-recours à un tiers de confiance,... Des preuves de concept ont été réalisées, confirmant la faisabilité et la pertinence de la solution, et deux brevets ont été déposés pour la protéger.

La spin-off Snowpack, en cours de création, a pour objectif de développer et exploiter cette nouvelle technologie… Avec une ambition : devenir LA plateforme d’anonymisation et de sécurité sur Internet, en proposant un service facilement intégrable dans des produits ou services logiciels, en remplacement ou complément de solutions existantes.

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1er décembre 2020 | Vers une échographie transcrânienne

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AdobeStock

Est-il possible de faire un diagnostic rapide et précis des AVC grâce à un simple échographe ? Cela sera peut-être bientôt le cas, grâce aux techniques numériques proposées par le CEA List, institut de CEA Tech et développées sur les appareils de BioMaps, institut CEA Joliot.

En cas d’AVC, l’efficacité du traitement dépend de la rapidité et de la précision du diagnostic. Or, à l’heure actuelle, le diagnostic des différents types d’AVC repose sur des moyens lourds (IRM, Scanner X), difficilement accessibles et souvent absents dans les services d’urgence. Adapter la technique d’échographie à l’imagerie cérébrale permettrait aux 140 000 patients victimes d’AVC chaque année d’être pris en charge plus rapidement et mieux suivis.

On distingue classiquement deux types d’AVC, qui nécessitent des traitements différents. Les techniques de référence actuelles pour les distinguer sont l’IRM et la tomographie par rayons X. Beaucoup plus accessible, moins coûteuse et facile à embarquer, dans une ambulance par exemple, l’échographie n’est pour l’instant pas adaptée à cette application car la boîte crânienne perturbe très fortement la propagation du faisceau ultrasonore, se traduisant par une dégradation notable de la qualité de l’image échographique.

Cependant, les ingénieurs du Carnot CEA List, en se fondant sur les modèles qu’ils ont développés pour simuler la propagation des ondes ultrasonores dans des milieux complexes et solides pour des applications de contrôle non destructif, arrivent à simuler les perturbations provoquées par la présence du crâne entre la sonde et le tissu à observer. A condition de connaître la morphologie de la paroi crânienne, ils réussissent ainsi à calculer les lois de phase à appliquer sur la sonde multiéléments pour compenser les perturbations subies par le front d’onde ultrasonore.

Les chercheurs sont ainsi parvenus à refocaliser les ultrasons sur les tissus mous crâniens et à améliorer nettement la qualité de l’image échographique. Prochaine étape du projet : démontrer l’intérêt des méthodes d'imagerie adaptative développées pour les applications CND afin de proposer un système d’imagerie totalement autonome.

Retrouvez cette actualité sur http://www.cea-tech.fr/

 

 

9 novembre 2020 | Améliorer la détection de défauts naissants dans les câbles électriques

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©ADOBESTOCK

En partenariat avec l'entreprise Nicomatic, le CEA List, institut de CEA Tech, a mis au point une méthode de contrôle non destructif des câbles électriques par réflectométrie, plus sensible et plus performante.

Omniprésents dans notre environnement, les câbles électriques assurent la transmission de données et le transport d'énergie dans de nombreuses applications. La détection précoce de défauts dans ces réseaux filaires est primordiale, or les systèmes de réflectométrie[1] couramment utilisés sont sujets à un phénomène d'auto-aveuglement du capteur qui entrave la détection des défauts naissants. L'institut Carnot CEA List vient de mettre au point une parade à cet inconvénient dans le cadre de son laboratoire commun avec Nicomatic.

Dans les systèmes à une dimension que sont les câbles, le capteur est situé en visibilité directe du signal électrique envoyé pour réaliser le diagnostic. Bien que ce signal d'interrogation ne contienne aucune information, il prédomine pourtant par rapport aux retours du canal sous test, qui eux contiennent l'information utile, mais sont beaucoup plus ténus. Les chercheurs ont donc, pour répondre à un besoin de Nicomatic, mis au point une solution permettant de résoudre ce problème : elle consiste à générer un signal opposé au signal d'excitation et à l'additionner à la réponse du canal, de manière à obtenir une résultante ne contenant plus que l'information pertinente.

Les premiers tests ont montré que cette nouvelle technique permettait d'améliorer les performances de détection des défauts à très faible signature. Elle pourrait être déployée dans de nombreux secteurs, pour l'autodiagnostic et la maintenance des réseaux de câbles, en particulier dans le spatial (lanceurs réutilisables), l'aéronautique, l'automobile (véhicule autonome), le ferroviaire et le transport d'énergie.

[1] La réflectométrie consiste à envoyer un signal électrique dans le système à diagnostiquer : le signal se propage dans le milieu étudié et lorsqu'il rencontre un défaut, une partie de son énergie est renvoyée vers le point d'injection. L'analyse du signal réfléchi permet alors de déduire des informations sur le système ou le milieu considéré.

Retrouvez cette actualité sur http://www.cea-tech.fr/