Paris, 12 Juillet 2011

Il apprend en temps réel
Un robot humanoïde français obtient la 4ème place dans le défi « Open Challenge » de la compétition internationale "Robocup@home" à Istanbul.

Grâce aux performances de son robot humanoïde, Nao(1), une équipe française de chercheurs a obtenu la 4ème place sur 19 équipes internationales dans le défi « Open Challenge » de Robocup@home. Ce challenge est l'un des nombreux défis de la compétition internationale de robotique « Robocup » qui avait lieu du 5 au 11 juillet 2011 à Istanbul. Le secret de ce succès est le système cognitif du robot développé par l'équipe Inserm dirigée par Peter Ford Dominey, chercheur au CNRS dans l'Unité Inserm 846 « Institut Cellule souche et cerveau ».
L'objectif de la compétition de robotique « Robocup » est de créer une équipe de football robotisée capable de battre une équipe de football humaine d'ici 2050. En plus de la RoboCupSoccer, d'autres compétitions étaient organisées cette année à Istanbul : la RoboCupRescue, la RoboCupJunior et la RoboCup@Home(2). Cette dernière est consacrée aux robots domestiques capables d'effectuer des tâches ménagères. Une aubaine pour l'équipe de recherche de l'Inserm-CNRS qui a pu participer à la compétition et tester ses derniers développements dans le cerveau de leur robot humanoïde.

Nettoyer une chambre à coucher, faire la vaisselle, le ménage…Tout ceci sera peut-être bientôt à portée de main des robots ...Il suffira juste de leur apprendre. Le système cognitif développé par l'équipe Inserm de Peter Ford Dominey, chercheur au CNRS, permet ainsi à leur robot de comprendre un être humain par une simple discussion et d'apprendre de nouvelles tâches. Grâce à son échange avec l'homme, le robot apprend comment effectuer différentes actions utilisant la vision, la langue et la démonstration physique.

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Paris, 19 juillet 2007

Mise en forme d'un matériau moléculaire intelligent pour le stockage de l'information
Une avancée importante vient d'être réalisée dans le domaine des nanotechnologies et des matériaux intelligents. Des chercheurs de deux laboratoires du CNRS à Toulouse (LCC - Laboratoire de chimie de coordination et LAAS - Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes) ont réussi à fabriquer un réseau de plots nanométriques aux propriétés uniques : ces plots réagissent à des changements de température, de pression, de champ magnétique ou de composition chimique du milieu environnant en subissant une modification de leurs propriétés électroniques (transition de spin). Ces deux états électroniques, état ON (haut spin) et état OFF (bas spin), sont stables à température ambiante. La transition de l'un vers l'autre est réversible. Cette avancée scientifique permet d'envisager le développement de mémoires d'ordinateur de très haute densité et de capteurs chimiques de taille nanométrique. Elle ouvre aussi de grandes perspectives dans le domaine de l'optique et le traitement de l'information.
En utilisant une technique d'assemblage séquentiel (récemment brevetée1 par l'équipe d'Azzedine Bousseksou du LCC2 et de Chistophe Vieu du LAAS) et une technique de lithographie électronique, les chercheurs toulousains sont parvenus à mettre sous forme de plots nanométriques (nommés 'DOTS' dans l'appellation anglaise) un matériau à transition de spin. Ainsi, un réseau de plots de 30 nm de diamètre, espacés régulièrement de 200 nm a été réalisé (voir figures ci-dessous). Ces plots passent de l'état ''bas spin'' de couleur rouge à l'état ''haut spin'' de couleur jaune, soit par un léger chauffage, soit par un éclairement pulsé avec un laser vert, avec des impulsions de l'ordre de la nano-seconde. Certaines substances chimiques ainsi que des variations de champ magnétique ou de pression appliquée sont aussi capables de provoquer cette transition entre les deux états électroniques. Point important en vue des applications potentielles : la transition de spin a lieu à température ambiante.
 
Ces travaux sont un pas de plus vers l'ordinateur moléculaire et les composants nanoélectroniques. En effet, la bistabilité de ces nanostructures dans l'état haut spin (ON) et bas spin (OFF) permet d'envisager de stocker de l'information binaire dans des structures de dimensions moléculaires. Ainsi, un bit d'information serait stocké dans une structure de 30 nm voire plus petite encore. Ceci représente une alternative potentielle pour déplacer les limites (autour de 70 nm) de miniaturisation des composants électroniques conventionnels.
 
Mais ce n'est pas la seule application qu'envisagent les chercheurs. La réactivité de ces nanomatériaux à des substances chimiques permettrait d'en faire des capteurs de taille nanométrique extrêmement performants. De même, leur sensibilité aux variations de pression appliquée, de température ou de champ magnétique leur ouvre des perspectives dans l'industrie des instruments de mesure. Les propriétés optiques de ce matériau sont tout aussi intéressantes. En effet, un verre recouvert de ces plots nanométriques pourrait être le composant actif de base de filtres optiques aux caractéristiques modulables à volonté. Cette mise en forme originale d'un matériau susceptible de stocker une information binaire à température ambiante est une étape indispensable vers de nouvelles mémoires moléculaires.

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Paris, 22 mai 2012

Une journée tous publics pour découvrir que Tout est quantique ? !
Le CNRS et le Musée des arts et métiers – Cnam organisent dimanche 3 juin 2012 de 10h à 18h une journée destinée à un public familial et curieux pour découvrir, de façon ludique et spectaculaire, l'univers surprenant de la physique quantique. Cette manifestation gratuite au Musée des arts et métiers (1) propose d'aborder de manière simple et amusante cette science élaborée pour expliquer des phénomènes inaccessibles à notre perception, à l'échelle de l'infiniment petit et sans laquelle les ordinateurs, les télécommunications et le positionnement par satellite ne feraient pas partie de notre quotidien.
Au programme de cette journée "Tout est quantique ?!" : des expériences participatives, des démonstrations, des rencontres avec les scientifiques, des conférences et des jeux pour tous. Les visiteurs (à partir de de 6 ans) pourront découvrir comment les atomes mesurent le temps et voyager dans l'infiniment petit grâce à des microscopes ultra-puissants, piéger les atomes, jouer avec la lumière des lasers, observer des nanoparticules d'or ou des nanocristaux fluorescents. Une invitation à partir à la découverte d'objets insolites, du passé et du futur, sur la piste de la physique quantique… avec en prime un iPad à gagner !

Les chercheurs donneront à « voir » la physique quantique mais aussi la feront expérimenter autour de 3 espaces thématiques. Initié par les chercheurs, chacun pourra explorer la matière atome par atome, à moins d'un milliardième de mètre en prenant les commandes de microscopes ultra-puissants. Les visiteurs pourront découvrir les jeux de lumière des lasers, les couleurs du nanomonde mais aussi le fonctionnement d'une horloge atomique à la précision inégalée. Ils pourront aussi tester la glisse incomparable du premier skate supraconducteur qui lévite sans aucun frottement au-dessus de rails magnétiques de 5 mètres et admirer la Tour Eiffel prenant son envol grâce à sa version supra.

Un espace réservé aux enfants à partir de 6 ans leur proposera de « jouer avec la physique quantique ». Chaque enfant deviendra incollable sur les atomes et pourra épater ses parents avec sa maquette d'atome, sa cocotte-quiz ou son pliage quantique.

A ne pas manquer, la conférence d'ouverture de Serge Haroche, professeur au Collège de France sur « Le chat de Schrödinger et autres histoires quantiques… » suivie de 6 mini-conférences de 20 minutes pour tout savoir sur la physique quantique.

Cette journée est organisée par le CNRS et le Musée des arts et métiers – Cnam, en collaboration avec l'ESPCI ParisTech, l'Institut d'Optique Graduate School, l'Observatoire de Paris et les universités Paris 13, Paris Diderot, Paris Sud, Pierre et Marie Curie et avec le soutien de C'Nano IdF, de la Région Ile-de-France, de la Société Française de Physique et du Triangle de la Physique.

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Paris, 14 mars 2012

Nouvelle génération de transistors flexibles à base de graphène
La réalisation de composants électroniques à base de graphène, matériau constitué d'un plan unique d'atomes de carbone, est aujourd'hui un défi technologique majeur. Les chercheurs espèrent, d'une part, bénéficier de la mobilité électronique exceptionnelle au sein de ce matériau et, d'autre part, concevoir des composants électroniques flexibles à bas coût. Ainsi, des chercheurs du CEA 1, du CNRS 2, de l'Université Lille 1 2 et de l'Université de Northwestern 3 ont élaboré un nouveau procédé original de fabrication de transistors combinant flexibilité et mobilité électronique, capables de fonctionner à très haute fréquence (GHz) et utilisant du graphène manipulé « en solution », compatible avec des techniques d'impression. De tels composants électroniques devraient permettre le développement de circuits électroniques performants, intégrés dans les objets du quotidien. Ces résultats sont publiés dans la revue Nano Letters du 14 mars 2012.
Le graphène, plan unique d'atomes de carbone à structure hexagonale, possède des propriétés exceptionnelles. En particulier, la grande mobilité des électrons dans ce matériau doit favoriser le fonctionnement à très haute fréquence de composants électroniques réalisés en graphène. Par ailleurs, ses propriétés mécaniques en font un matériau flexible. Ces deux avantages pourraient être mis à profit dans la fabrication de composants et de circuits électroniques destinés à des secteurs variés : développement d'écrans souples, de transistors et de composants électroniques très performants et fabriqués à bas coût.

Actuellement, plusieurs voies de synthèse du graphène existent. L'une d'elles permet de le produire sous la forme d'une solution de particules de quelques centaines de nanomètres de diamètre, stabilisées dans l'eau par des tensioactifs 4. Pour obtenir cette « encre conductrice », la voie de synthèse utilisée permet de ne sélectionner que des feuillets monocouches qui assurent des propriétés électroniques remarquables 5 (et non un mélange de graphène monocouche et multicouche). Autre spécificité : la production de composants peut s'effectuer sur des supports très variés tels que du verre, du papier ou encore un substrat organique.

Des chercheurs du CEA, du CNRS, de l'Université Lille 1 et de l'Université de Northwestern ont, pour la première fois, élaboré un procédé original de fabrication de transistors flexibles à partir de graphène solubilisé, sur des substrats de polyimide (polymère thermostable). Ils ont ensuite étudié de manière  approfondie leurs performances haute-fréquence.
 
Dans le procédé mis au point, les feuillets de graphène en solution sont déposés sur le substrat sous l'effet d'un champ électrique alternatif appliqué entre des électrodes préalablement fabriquées. Cette technique de diélectrophorèse (DEP) permet de diriger le dépôt du graphène et d'obtenir localement une forte densité de feuillets déposés. Cette densité est cruciale pour obtenir d'excellentes performances à haute fréquence. Ainsi, la mobilité des charges dans les transistors réalisés est de l'ordre de 100 cm2/V.s, ce qui est très supérieur aux performances obtenues avec des molécules ou des polymères semi-conducteurs. Ces transistors atteignent donc des fréquences très élevées, de l'ordre de 8 GHz, jusqu'ici jamais obtenues en électronique organique !

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