Les Lego ? Dépassés ! Le Meccano ? Vintage – qui s’en souvient ? Non, la tendance aujourd’hui c’est de construire petit. Très petit. A l’échelle nanométrique même. Celle des atomes et des molécules… Eric Drexler, l’un des papes des nanotechnologies propose un nouvel outil open source qui permet de concevoir et de simuler des machines avancées à base de molécules complexes, contribuant ainsi à faire comprendre les possibilités futures de ce domaine avant que l’IA ne les rendent réalisables.

Un nouveau logiciel

MSEP (Molecular Systems and Engineering Platform) – à ne pas confondre avec le concept mathématique MSEP qui signifie Mean Squared Error of Prediction (Erreur Quadratique Moyenne de Prédiction…) est un outil pour la conception et la simulation de nanomachines de précision atomique.

C’est à télécharger gratuitement, en open source et « Standalone » c’est à dire un seul paquet à mettre où on veut, on double clique : çà marche ! Pas d’invraisemblables installations avec des chemins à la mord moi le neutron et des « addons » à n’en plus finir… Encore une fois, c’est possible ! Pourquoi une cohorte de programmeurs boutonneux choisissent de faire autrement, mystère… Sous prétexte qu’ils savent gribouiller quelques lignes de code et boucler un algorithme ils sabotent l’interface (UI – UX) avec leur charabia d’un autre âge. Il y a quelque-chose de « religieux » là dessous…

Mais revenons à notre MSEP dont il existe évidement une version pour MacOS… Cet astucieux petit logiciel permet d’explorer et de construire des systèmes à l’échelle nanométrique grâce à des simulations reposant sur la physique. Basé sur le moteur Godot, (tout comme le nouveau JWildfire Swan) il vise à préparer un avenir où l’IA permettra la création de machines moléculaires réelles avec une fabrication de précision atomique. De quoi jouer des heures avec les outils embarqués qui permettent de simuler et de vérifier le fonctionnement de vos machines moléculaires. Vertigineux…

Pourquoi l’IA ? Parce qu’on a besoin de ses fabuleuses propriétés pour traiter les milliards de paramètres nécessaires. Ce n’est pas de la fiction : il existe déjà des puces NVidia capables de modéliser et donc de créer des protéines complexes… Ce n’est pas encore de l’intelligence au sens humain du terme mais, tout comme pour l’IA, les machines ont peut-être trouvé là des raccourcis et d’autres manières de faire, tout aussi efficaces que les perpétuels essais-erreurs de la nature… C’est un autre débat.

Le préfixe « nano » désigne le milliardième d’une unité de mesure. 1 nanomètre (nm) = 0,000 000 001 m = 10 puissance moins 9m. À cette échelle, les objets sont environ 100.000 fois plus petits que le diamètre d’un cheveu humain dont la taille varie autour de 100.000 nanomètres. Par exemple, il y a autant de différence d’échelle entre une pomme et la planète Terre qu’entre une pomme et une molécule ! Dans les deux cas, le rapport d’échelle est de l’ordre d’un milliard…

Cela fait un peu plus de 40 ans que les nanotechnologies sont développées dans les laboratoires du monde entier. Des découvertes mises à profit dans la mise au point de médicaments ‘intelligents », de vaccins, plus ou moins controversés… Le grand public n’en a pas conscience mais je prédis une explosion du domaine dans les années à venir, tout comme l’avènement de L’IA dont on parle beaucoup, à laquelle il est d’ailleurs étroitement relié. Ce sera une révolution aussi importante que l’IA, que l’Internet, le téléphone ou la découverte des ondes radio… Dans une moindre mesure il n’a fallut que quelques générations pour passer du stupide piéton aux avions, aux fusées et même aux drones…

Il y a plein de place en bas

« There’s Plenty of Room at the Bottom »… C’est le titre d’une conférence visionnaire donnée par le physicien Richard Feynman le 29 décembre 1959 à Caltech. Feynman proposait l’idée révolutionnaire que l’on pourrait bientôt manipuler et contrôler la matière à l’échelle atomique, ouvrant ainsi la voie à ce que l’on appellera plus tard la nanotechnologie. Feynman, prix Nobel, était considéré comme l’un des hommes les plus intelligents de son temps et ses cours étaient légendaires. Il disait aussi : « si quelqu’un vous dit qu’il a compris la mécanique quantique c’est qu’il n’y a rien compris ».

Feynman évoquait la possibilité de manier directement des atomes individuels pour créer des matériaux et des machines d’une précision et d’une miniaturisation extrêmes, bien au-delà de ce qui était possible à l’époque. De concevoir des circuits informatiques beaucoup plus denses et des microscopes capables d’observer des objets bien plus petits que le microscope électronique ne le permettait alors. Et de stocker l’intégralité du savoir humain (par exemple, tous les livres du monde) dans un minuscule cube de matière, démontrant ainsi que la place disponible à l’échelle nano est immense. Feynman insistait sur le fait que cette miniaturisation n’était pas simplement une extrapolation des techniques existantes, mais impliquait de nouveaux défis physiques : à ces dimensions, les forces telles que la gravité deviennent négligeables tandis que les forces de Van der Waals (interaction moléculaire) dominent.

Il terminait sa conférence avec deux défis pour stimuler l’innovation dans ce domaine : construire un moteur extrêmement petit, et écrire un texte réduit à une échelle microscopique, deux défis qui finiront par être relevés des années plus tard. Bien que cette conférence ait été peu remarquée à l’époque, elle est depuis reconnue comme le texte fondateur de la nanotechnologie, et elle inspire encore aujourd’hui chercheurs et ingénieurs dans ce domaine émergent.

Alors en effet, il y a énormément de « place » à cette échelle : tout un monde à explorer en fait, à coloniser. D’autant que la matière ne s’y comporte plus de la même façon qu’à l’échelle macroscopique : tel matériau isolant deviendra semi conducteur, le rapport surface/volume s’accroit énormément, rendant les molécules incroyablement plus réactives à leur environnement. Les propriétés physique, électriques, magnétiques changent. Les catalyseurs règnent en maître…

Dans une goutte d’eau…

Très tôt je me suis intéressé à la notion d’échelle en jetant un oeil circonspect dans l’oculaire d’un microscope pointé sur une goutte d’eau. J’y découvris mes premières paramécies, organismes unicellulaires invisibles à l’oeil nu et qui tordaient là leurs corps ciliés entre deux lamelles de verre : un aquarium géant pour elles. Et leurs comparses ! Car je détectais aussi des vorticelles montées sur ressort ; des amibes, crachats translucides qui rampaient sournoisement à la recherche de proies à phagocyter ; des diatomées, bijoux de silice et qui pourtant respiraient… Tout un monde ! Sans parler des bactéries, encore bien plus petites, que je découvrirais plus tard au cours de mes études de microbiologie ; et les virus, tellement insignifiants qu’il fallait les traquer avec des microscopes électroniques… Bref : nous ne sommes pas l’étalon ni l’échelle de la vie.

Il est d’ailleurs possible d’inverser ce constat dans une vertigineuse expérience de pensée. En effet rien ne dit que nous nous trouvons « en haut » de l’échelle du vivant, jetant un condescendant regard sur les espèces « d’en bas ». Avant l’invention du microscope on ne savait pas à quel point ça grouillait de vie, « plus bas »… L’Homme a toujours tendance à considérer les choses de son point de vue, avec les outils de ses pauvres sens et les capacités de son petit cerveau. Et en tous cas à des échelles de temps et d’espace qu’il peut appréhender. L’univers est grand, certes mais par rapport à qui ? A nous ? La vitesse de la lumière (> 300.000 km/s) est incroyablement rapide, voire instantanée à nos perceptions mais en fait, à l’échelle cosmique, elle se traîne : on doit compter en millions ou milliards d’années lumière.

En fait, il y a le même abime entre nous et la paramécie qu’entre nous et d’hypothétiques créatures géantes qui nous observent et que d’aucuns appellent Dieu…

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