Rétine de silicium : un neurone apprend à voir comme l'œil express
La caméra d'un smartphone filme tout, tandis que l'œil saisit immédiatement l'essentiel. La rétine ne se contente pas de transmettre l'image au cerveau : sur place, elle accentue les contours, atténue le bruit superflu et s'ajuste à la luminosité. Depuis longtemps, les ingénieurs cherchent à reproduire cet exploit dans du matériel « intelligent » afin que les caméras consomment moins d'énergie et prennent des décisions plus rapidement.
Le nouveau neurone optique — un minuscule dispositif en semi-conducteur — fonctionne comme une cellule vivante de la rétine. Il convertit la lumière en une séquence de salves électriques (spikes) : plus la lumière est intense, plus les salves sont fréquentes. La fréquence varie de zéro à deux mille fois par seconde, et la réponse prend des microsecondes — une véritable vitesse de réseau de neurones. À titre de comparaison : l'œil humain réagit à un changement d'image en 30 à 60 millisecondes, soit des dizaines de fois plus lentement.
Le dispositif sait faire ce que sait faire la rétine : amplifier les variations de luminosité aux bords des objets et supprimer le fond uniforme — ce qu'on appelle l'environnement contrastif. Il distingue les couleurs en imitant la réaction des cônes, et s'adapte au niveau d'éclairage pour ne pas « s'aveugler » en passant de l'ombre au soleil. Lorsque ces neurones ont été assemblés en un réseau de neurones impulsionnel, celui-ci a appris à mieux reconnaître les objets camouflés — la précision a augmenté de plusieurs dizaines de pour cent par rapport aux architectures conventionnelles.
C'est un pas vers des caméras qui voient comme l'œil : au lieu de déverser des gigaoctets de vidéo brute, elles ne transmettent que les événements importants. Un drone doté d'une telle rétine repérerait une personne dans les buissons sans gaspiller d'énergie à scruter un ciel immobile.
La rétine de la grenouille ne transmet pas au cerveau les objets immobiles — elle ne réagit qu'au mouvement. Le neurone décrit peut également être réglé pour ignorer le fond statique, économisant encore plus d'énergie.
Dans le roman « Blindsight » de Peter Watts, les vampires possèdent une rétine capable de voir le mouvement avec une netteté surhumaine — c'est à peu près le défi que relève une caméra impulsionnelle équipée des nouveaux neurones.