Dans un laboratoire où l'on étudie les cristaux, le technicien regarde un écran parsemé de taches lumineuses et fait pivoter lentement l'échantillon, cherchant à obtenir un motif symétrique. Ce travail ressemble à l'accord d'un vieux poste de radio : on tourne le bouton jusqu'à ce que le bruit laisse place à un signal clair. Désormais, cette manette peut être tournée par une machine.
Des scientifiques ont créé un programme qui apprend à aligner des cristaux sans aucune connaissance sur la nature de ces taches. Le programme procède par essais et erreurs : il fait pivoter le cristal, observe l'image et reçoit une récompense si le motif se rapproche de la symétrie. Petit à petit, il mémorise les mouvements qui mènent au succès et commence à agir comme un technicien expérimenté.
Étonnamment, le programme, sans connaître la théorie, a développé les mêmes techniques que les humains : il commence par une rotation grossière du cristal, puis effectue de petits mouvements précis. Cela signifie qu'une machine peut acquérir un savoir-faire humain simplement en regardant des images. Cette approche permettra de créer des instruments intelligents qui se règlent eux-mêmes pour les expériences, libérant ainsi les scientifiques des tâches répétitives.
Les cristaux sont alignés grâce aux figures de diffraction – des motifs de taches qui apparaissent lorsque les rayons X se réfléchissent sur les plans atomiques. Ces motifs ressemblent à des empreintes digitales : ils permettent de connaître la disposition des atomes à l'intérieur.