Scanner un conteneur de part en part express
Un conteneur maritime, c'est un coffre-fort en acier de la taille d'une pièce, rempli de marchandises. Le sonder aux rayons X est difficile : les parois épaisses et la cargaison dense étouffent les rayons. Les muons viennent à la rescousse — ce sont des particules qui naissent haut dans le ciel et tombent en permanence sur la Terre. Ils traversent même le plomb, mais en dévient légèrement s'ils rencontrent quelque chose de lourd. Grâce à ces déviations, on peut savoir ce qui se trouve à l'intérieur du conteneur sans l'ouvrir.
Le problème, c'est que les muons sont rares et que l'image obtenue est bruitée, comme une photo prise dans le noir. Pour apprendre à l'ordinateur à distinguer une cargaison ordinaire d'armes ou d'explosifs cachés, il faut des milliers d'exemples. Mais les vrais scans avec menaces sont presque inexistants — personne ne les apporte au port pour l'entraînement. C'est pourquoi le programme a été entraîné sur des modèles informatiques de conteneurs, puis on lui a montré des données réelles. Autrefois, ce transfert échouait souvent : l'image de simulation et l'image réelle différaient comme un dessin diffère d'une photo.
Les auteurs de ces travaux ont assemblé un système qui apprend uniquement sur des cargaisons sûres et cherche toute déviation par rapport à l'aspect habituel. Un réseau de neurones spécial compresse l'image puis la reconstruit — comme s'il la redessinait de mémoire. Si un objet étranger est caché dans le conteneur, il ne correspond pas à la « mémoire » et reste sur l'image d'erreur comme une tache lumineuse. Pour éliminer les interférences aléatoires, ils ont inventé une mesure d'homogénéité : elle détecte quand une tache est trop régulière et dense pour être du bruit.
Les essais ont eu lieu sur de vrais conteneurs dans le cadre du projet SilentBorder. Le système a repéré avec assurance les objets cachés, même avec différents arrangements de la cargaison et en un temps limité. Cela signifie que les ports pourront contrôler plus de conteneurs sans délais et sans risque pour les personnes. Les particules cosmiques, qui traversent l'Univers depuis des milliards d'années, deviennent un outil de sécurité.
Les muons ne vivent que deux millionièmes de seconde, mais grâce à leur vitesse énorme, ils parviennent à atteindre la surface de la Terre et même à pénétrer des centaines de mètres sous terre.
Un principe similaire a été utilisé dans le film « Total Recall » : le scanner voyait des armes cachées sous les vêtements, mais ici, au lieu des rayons X, ce sont des rayons cosmiques.