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Une caméra est capable d’identifier les objets à la vitesse de la lumière

8 Fév. 2025 • 11:53

Une collaboration remarquable entre l’Université de Washington et l’Université de Princeton vient de franchir un cap majeur dans l’univers de l’imagerie et de l’intelligence artificielle. Grâce à une nouvelle génération de caméra capable de traiter des centaines de milliards d’images par seconde, il est désormais possible d’identifier des objets pratiquement à la vitesse de la lumière. Cette prouesse pourrait bouleverser des domaines aussi variés que les véhicules autonomes, la médecine, l’électronique grand public ou encore la robotique.

Camera Vitesses Lumiere

Par Ilya Chugunov

Des chercheurs unis autour d’un objectif commun

Fruit du travail conjoint d’Arka Majumdar, professeur à l’Université de Washington (UW) en génie électrique et informatique ainsi qu’en physique, et de Felix Heide, professeur assistant en informatique à l’Université de Princeton, ce projet s’inscrit dans la continuité de plusieurs avancées spectaculaires. Leurs équipes avaient notamment mis au point une caméra ultracompacte, de la taille d’un grain de sel, capable de produire des images nettes. Aujourd’hui, ils poussent leur recherche encore plus loin avec la conception d’un prototype visant la computer vision à très haut débit.

Une approche optique et computationnelle unifiée

Contrairement aux caméras classiques qui s’appuient sur des lentilles en verre ou en plastique couplées à des algorithmes externes, la solution développée par l’équipe repose sur des méta-lentilles plates fabriquées à partir de nanostructures. Celles-ci manipulent la lumière et traitent simultanément les informations en s’appuyant sur un réseau neuronal optique.

Cette approche permet d’exécuter une partie des calculs à la vitesse des photons : dès que la lumière traverse la puce, l’appareil opère une première classification, réduisant considérablement la dépendance à un processeur électronique externe. Le résultat ? Une analyse visuelle ultrarapide et une consommation d’énergie nettement abaissée par rapport aux systèmes traditionnels.

Puce Camera Vitesses Lumiere

Des performances hors normes

Les chercheurs rapportent une rapidité de traitement plus de 200 fois supérieure à celle des méthodes conventionnelles, tout en préservant un haut niveau de précision. Lors de tests, la caméra a ainsi démontré sa capacité à reconnaître et classer des images à un rythme extrêmement soutenu, ouvrant la voie à des applications exigeant une réactivité quasi instantanée.

Sur le plan énergétique, le recours à la lumière comme vecteur de calcul offre une efficacité remarquable. Les composants optiques, dépourvus de mécanismes de focalisation lourds et de processeurs volumineux, minimisent la perte d’énergie et rendent le dispositif idéal pour des plateformes mobiles ou intégrées (robots, drones, capteurs médicaux, etc.).

Des applications potentielles pour de multiples secteurs

Cette avancée pourrait avoir un impact considérable dans la conduite autonome, où l’identification instantanée d’objets et d’obstacles est cruciale pour garantir la sécurité. Les domaines de la robotique et de la santé sont également concernés : un diagnostic médical basé sur un traitement optique accéléré, ou encore des systèmes robotiques capables de saisir leur environnement en temps réel, gagneraient en rapidité et en fiabilité.

L’électronique grand public, notamment les smartphones, pourrait elle aussi intégrer cette technologie afin de profiter d’algorithmes de vision améliorés sans compromettre l’autonomie de la batterie. Les possibilités semblent immenses, dès lors que la reconnaissance d’objets à grande vitesse et à faible coût énergétique devient une réalité.

Vers la prochaine génération de vision par ordinateur

Déjà publiée dans la revue Science Advances, cette recherche ouvre des perspectives prometteuses. Arka Majumdar et Felix Heide prévoient d’affiner encore leur prototype en travaillant sur des ensembles de données plus complexes, incluant par exemple la détection d’objets multiples dans une même scène. Ils envisagent également d’adapter la technologie à des contextes spécifiques comme la navigation autonome, où la fiabilité du traitement en temps réel est vitale.

En définitive, ce dispositif novateur illustre une nouvelle façon de concevoir la vision par ordinateur : en intégrant directement l’intelligence artificielle dans l’optique, il devient possible de réduire radicalement la consommation d’énergie et d’augmenter la vitesse de traitement. Cette approche globale, du design des composants optiques jusqu’aux algorithmes d’apprentissage automatique, semble annoncer la prochaine grande ère de l’imagerie numérique.

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