Science et nature
L’Imprévisibilité de la Vie : Un Voyage Inattendu
Peut-on prédire le parcours de vie d’un enfant, comme son futur GPA, grâce à des modèles informatiques ? Dans notre monde numérique, cette idée semble plausible. Une équipe de chercheurs a analysé des données de plus de 4 000 familles américaines sur 15 ans, cherchant à anticiper les défis futurs des enfants, notamment ceux issus de milieux moins favorisés. Mais les résultats ont révélé que la complexité de la vie humaine dépasse souvent les capacités des algorithmes. Les événements imprévus, comme un décès, peuvent bouleverser des trajectoires, soulignant ainsi les limites de nos prévisions.
Prédire l’Avenir des Enfants : Les Limites des Modèles Informatiques
Introduction à la Prédiction des Résultats Scolaires
Peut-on anticiper le parcours d’un enfant, y compris son futur indice de réussite académique, à l’aide de modèles informatiques ? Bien que cela puisse sembler farfelu, cette idée trouve un écho dans notre ère numérique. Les algorithmes sont déjà utilisés pour prédire des résultats de santé ou la probabilité de remboursement de prêts. Une équipe de chercheurs s’est donc interrogée sur la possibilité d’appliquer une telle analyse pour prévoir et atténuer les difficultés futures des enfants, en particulier ceux issus de milieux défavorisés.
Analyse des Données Familiales
Pour explorer cette question, les scientifiques ont examiné les données de plus de 4 000 familles américaines recueillies sur une période de 15 ans, depuis la naissance de l’enfant. Ces données comprenaient des informations sur les enfants, leurs parents, leurs établissements scolaires et la stabilité de leur environnement. En se basant sur les neuf premières années de vie, les chercheurs ont tenté de prédire six résultats académiques et personnels clés lorsque les enfants atteindraient l’âge de 15 ans.
Les Résultats Surprenants de l’Étude
Cependant, les résultats ont révélé que des éléments tels que le succès académique et les difficultés familiales sont plus imprévisibles que d’autres prédictions basées sur des algorithmes. En 2020, l’équipe a publié ses conclusions, et Ian Lundberg, sociologue à l’Université de Californie à Los Angeles et co-auteur de l’étude, a déclaré : « À notre grande surprise, les prédictions n’étaient pas très précises. Cela nous a amenés à nous interroger : pourquoi ? »
Une Nouvelle Approche pour Comprendre les Échecs de Prédiction
Dans une étude récente, Lundberg et ses collègues ont approfondi les raisons pour lesquelles l’étude précédente n’avait pas réussi à prévoir avec précision les résultats des enfants, en se concentrant sur l’indice de réussite académique. Ils ont recontacté 40 familles suivies dans l’ensemble de données et les ont interviewées en profondeur pour découvrir des nuances de leur vie qui avaient échappé aux chiffres. Les résultats, publiés cette année dans les Actes de l’Académie nationale des sciences, suggèrent que les limites de la prédiction ne sont pas seulement dues à un manque de données ou à des limites computationnelles, mais qu’il existe une limite fondamentale à notre capacité à anticiper les complexités de la vie.
Les Sources de l’Erreur de Prédiction
Les auteurs de l’étude identifient deux principales sources d’erreur dans la prédiction. La première est ce qu’on appelle l’erreur irréductible. Par exemple, un événement imprévu, comme le décès d’un parent, peut survenir durant l’adolescence d’un enfant et ne peut pas être anticipé par des facteurs tels que le revenu. Lundberg souligne qu’« il n’existe vraiment aucune méthode d’apprentissage automatique qui puisse améliorer cette prédiction. »
La seconde source est l’erreur d’apprentissage, qui se produit au sein du processus d’apprentissage d’un algorithme. Les résultats que les scientifiques cherchaient à mesurer, tels que les notes, la résilience, les expulsions et les difficultés familiales, sont influencés par de nombreux facteurs. Lorsque trop de variables sont présentes, les algorithmes peuvent parfois apprendre des schémas erronés. Bien que l’augmentation du nombre de participants puisse réduire ce type d’erreur, il est difficile d’obtenir plus de quelques milliers de personnes pour des études longitudinales à long terme. « C’est un problème fondamental de l’étude de la complexité », explique Sotoudeh.
L’Importance de la Recherche Qualitative
Les nouvelles découvertes soulignent également la valeur de la recherche qualitative. Les entretiens et les échanges avec des individus peuvent fournir des informations que les approches quantitatives ne peuvent pas offrir. Certaines observations qualitatives, comme la manière dont les gens interagissent et établissent des relations, sont difficiles à quantifier, mais peuvent influencer les résultats.
Pour Lundberg, explorer cet aspect qualitatif de la recherche a été révélateur, même s’il avait déjà passé beaucoup de temps à étudier l’ensemble de données initial. Par exemple, l’étude met en lumière le cas de « Bella » (un pseudonyme). Bien qu’elle ait eu une enfance stable et semblait destinée à obtenir un bon indice de réussite académique, la mort inattendue de son père et la dépression de sa mère entre 9 et 15 ans ont eu un impact significatif sur ses performances scolaires et sociales, des facteurs non capturés par les données.
Conclusion : Accepter l’Imprévisibilité des Résultats Sociaux
Il existe un fort désir d’anticiper l’avenir, que ce soit pour soi-même ou pour ses proches. Lundberg note qu’« il y a un intérêt croissant pour l’idée que les ordinateurs pourraient nous aider à le faire de manière plus précise. Cependant, l’implication la plus importante de notre étude est que nous ne devrions pas supposer que tous les résultats deviendront prévisibles avec l’augmentation de la puissance computationnelle. »
« La réponse n’est pas toujours plus de données », renchérit Sotoudeh. « Les résultats sociaux sont imprévisibles et complexes. Nous devons simplement accepter cette imprévisibilité. »
Général
Les scientifiques redéfinissent l’avenir scientifique de l’Afrique lors de la 15e conférence de l’AAS à Abuja
Plus de 1 000 scientifiques du monde entier se réuniront à Abuja, Nigeria, pour la 15e Assemblée Générale et Conférence Scientifique, prévue du 9 au 12 décembre 2024. Sous le thème « Renforcer et faire avancer l’entreprise scientifique en Afrique », cet événement promet d’aborder des enjeux cruciaux tels que la santé, le changement climatique et l’économie numérique. Le professeur Friday Okonofua a souligné l’importance de cette rencontre pour redéfinir l’avenir scientifique du continent et stimuler son développement.
Actualités
Le 18 septembre 2024, plus de 1 000 chercheurs du monde entier se réuniront à Abuja, au Nigeria, pour la 15e Assemblée Générale et Conférence Scientifique, visant à redéfinir l’approche scientifique de l’Afrique et à libérer son potentiel pour favoriser le développement du continent.
Prévue du 9 au 12 décembre 2024, cette conférence, intitulée « Renforcer et faire progresser l’entreprise scientifique en Afrique », rassemblera des esprits éminents et des acteurs clés, notamment des experts en politiques, des organismes scientifiques régionaux, des partenaires de développement et des dirigeants africains.
Lors d’une conférence de presse tenue mercredi à Abuja, à l’approche de cet événement organisé par l’Académie Africaine des Sciences, le Secrétaire Général de l’AAS, le Professeur Friday Okonofua, a annoncé que le Président Bola Tinubu ouvrira la conférence, tandis que le Président de la Banque Africaine de Développement, le Professeur Akinwunmi Adesina, prononcera le discours d’ouverture.
Le Professeur Okonofua, spécialiste en obstétrique et gynécologie, a souligné que cet événement abordera des questions cruciales telles que la santé, le changement climatique, la diplomatie scientifique, l’agriculture, les infrastructures, l’économie numérique et les mécanismes de financement.
« La conférence mettra en avant des intervenants de renom, tels que le Professeur Patrick Lumumba du Kenya, le Professeur Olubayi Olubayi de l’Ouganda et le Professeur Oyewale Tomori, Président du Réseau Ouest-Africain des Académies Scientifiques », a-t-il précisé.
Il a également souligné l’importance de l’AAS, une société savante panafricaine fondée en 1985, en déclarant : « L’AAS, dont le siège est à Nairobi, est une société non alignée, apolitique et à but non lucratif, qui promeut le développement de tous les pays africains par la science. »
Au cours de la conférence, l’académie procédera également à l’intronisation de nouveaux membres et annoncera les lauréats de prix prestigieux, y compris le Prix Olusegun Obasanjo.
« Nous sommes convaincus que les résultats de la conférence offriront d’énormes perspectives pour repositionner la vision scientifique de l’Afrique et l’exploiter pour la croissance future du continent », a ajouté Okonofua.
Général
Une veste aérienne qui permet aux lézards plongeurs de rester sous l’eau plus longtemps !
Des lézards fascinants ont développé une technique unique pour échapper à leurs prédateurs : plonger dans les ruisseaux et rester immergés jusqu’à 18 minutes ! En observant les Anolis aquaticus au Costa Rica, Lindsey Swierk a découvert qu’ils expulsaient de grandes bulles d’air, qu’ils réinhalent ensuite. Cette méthode leur permet de maximiser leur apport en oxygène, transformant ainsi leur peau en véritable réservoir d’air. Imaginez ces créatures, élégantes et argentées, défiant les lois de la nature !
Évasion Aquatique : La Stratégie Surprenante des Lézards
Techniques de Survie des Lézards
Certaines espèces de lézards ont développé des méthodes fascinantes pour échapper à leurs prédateurs. En particulier, ces reptiles sont capables de plonger dans des ruisseaux, utilisant une technique unique de respiration par bulles qui leur permet de rester sous l’eau pendant une durée impressionnante allant jusqu’à 18 minutes.
Adaptations Étonnantes
Cette capacité à rester immergé est le résultat d’adaptations physiologiques remarquables. Les lézards, en utilisant des bulles d’air, parviennent à prolonger leur temps sous l’eau, ce qui leur offre un avantage considérable face aux menaces. En effet, cette stratégie leur permet non seulement de se cacher, mais aussi de se déplacer discrètement dans leur environnement aquatique.
Importance de la Recherche
Des études récentes ont mis en lumière ces comportements fascinants, soulignant l’importance de la recherche sur les adaptations animales. Par exemple, une étude menée en 2023 a révélé que ces techniques de survie pourraient inspirer des innovations dans des domaines tels que la biomimétique, où les scientifiques s’efforcent de reproduire des stratégies naturelles pour résoudre des problèmes humains.
Conclusion
Les lézards, avec leur capacité à plonger et à respirer sous l’eau, illustrent parfaitement comment la nature a équipé certaines espèces pour survivre dans des environnements hostiles. Ces adaptations ne sont pas seulement impressionnantes, mais elles ouvrent également la voie à de nouvelles découvertes scientifiques et technologiques.
Comprendre la Résilience des Lézards Aquatiques
Introduction à la Vie Aquatique des Lézards
Les lézards, bien que souvent associés à des habitats terrestres, possèdent des capacités fascinantes qui leur permettent de s’adapter à des environnements aquatiques. Certaines espèces de lézards ont développé des techniques uniques pour prolonger leur temps passé sous l’eau, ce qui leur confère un avantage dans la recherche de nourriture et l’évasion des prédateurs.
Techniques de Survie Sous l’Eau
Un aspect remarquable de la survie aquatique des lézards est leur capacité à expulser l’air de leurs poumons. En faisant cela, ils réduisent leur flottabilité, ce qui leur permet de plonger plus profondément et de rester immergés plus longtemps. Par exemple, le lézard de mer, qui se trouve dans certaines régions côtières, utilise cette méthode pour se cacher des prédateurs tout en cherchant des proies comme des crustacés.
Adaptations Physiologiques
Les adaptations physiologiques de ces lézards sont également impressionnantes. Leur peau est souvent recouverte d’écailles qui minimisent la perte d’eau, leur permettant de rester hydratés même lorsqu’ils passent de longues périodes sous l’eau. De plus, certains lézards possèdent des membranes nictitantes, qui agissent comme des lunettes de plongée, leur permettant de voir clairement sous l’eau tout en protégeant leurs yeux.
Exemples de Lézards Aquatiques
Prenons l’exemple du lézard de la famille des Scincidae, qui est connu pour sa capacité à nager efficacement. Ce lézard peut rester immergé pendant plusieurs minutes, utilisant ses pattes pour se propulser tout en maintenant une respiration contrôlée. Une étude récente a montré que ces lézards peuvent rester sous l’eau jusqu’à 20 minutes, ce qui est impressionnant comparé à d’autres espèces.
Conclusion
La capacité des lézards à s’adapter à des environnements aquatiques témoigne de leur résilience et de leur ingéniosité. En comprenant mieux ces adaptations, nous pouvons apprécier la diversité de la vie sur notre planète et l’importance de la conservation des habitats naturels qui soutiennent ces créatures uniques.
Les Lézards Aquatiques et leur Comportement de Respiration
Introduction à un Comportement Fascinant
Des recherches récentes ont mis en lumière un comportement intrigant chez certaines espèces de lézards aquatiques. En 2015, lors d’une étude de terrain au Costa Rica, Lindsey Swierk, chercheuse à l’Université de Binghamton dans l’État de New York, a observé que certains lézards, connus sous le nom de Anolis aquaticus, plongeaient dans des ruisseaux lorsque des personnes s’approchaient, restant sous l’eau pendant de longues périodes.
Observation et Découverte
En filmant ces lézards sous l’eau, l’équipe de Swierk a remarqué qu’ils expulsaient de grandes bulles d’air par leurs narines, qui restaient attachées à leur tête, avant de les réinhaler. Dans un article publié en 2018, Swierk a décrit ce comportement unique. En 2021, elle et ses collègues ont révélé que pas moins de 18 espèces de lézards du genre Anolis pratiquent cette respiration de bulles sous l’eau, pouvant rester immergés jusqu’à 18 minutes.
Caractéristiques Physiques des Lézards
Ces lézards possèdent une peau hydrophobe qui est recouverte d’une fine couche d’air lorsqu’ils sont sous l’eau, leur conférant une apparence argentée. Cette caractéristique est également la raison pour laquelle les bulles qu’ils expulsent restent attachées à leur tête.
Étude Expérimentale
Dans une étude plus récente, Swierk a appliqué un émollient sur la tête de lézards fraîchement capturés à l’aide d’un pinceau, afin de temporairement empêcher leur peau de repousser l’eau. Les lézards ainsi traités n’ont pu expulser que de petites bulles. « Ils ont pu réinhaler un peu d’air car je n’ai pas appliqué l’émollient sur les narines, pour des raisons évidentes », explique Swierk.
Les lézards ont ensuite été placés dans un réservoir en plastique transparent rempli d’eau de ruisseau pour mesurer combien de temps ils pouvaient rester sous l’eau avant d’être relâchés. Ceux qui avaient été peints avec de l’eau ordinaire sont restés sous l’eau en moyenne 32 % plus longtemps que ceux traités avec l’émollient.
Mécanisme de Respiration
Swierk suggère que le fait de réinhaler le même air permet aux lézards d’extraire davantage d’oxygène. De plus, lorsque la bulle expulsée se connecte à la fine couche d’air sur la peau du lézard, davantage d’oxygène pénètre dans la bulle. En d’autres termes, cette fine couche d’air pourrait agir comme un réservoir d’oxygène.
Comparaisons avec d’Autres Espèces
Il est également envisageable que la grande bulle joue un rôle similaire à celui d’une branchie, permettant au dioxyde de carbone de se dissoudre dans l’eau et à l’oxygène de diffuser à l’intérieur. On sait que de nombreux insectes, araignées et plantes peuvent survivre sous l’eau grâce à des couches d’air qui fonctionnent comme des branchies.
D’autres animaux, comme le rat-taupe étoilé et la musaraigne aquatique, expulsent et réinhalent également des bulles sous l’eau, mais il est supposé qu’ils le font principalement pour détecter des odeurs tout en étant immergés.
Conclusion
Ces découvertes sur le comportement des lézards aquatiques ouvrent de nouvelles perspectives sur la façon dont certaines espèces s’adaptent à leur environnement aquatique. La capacité de réinhaler des bulles d’air pourrait être un mécanisme évolutif fascinant, permettant à ces lézards de maximiser leur temps passé sous l’eau tout en optimisant leur respiration.
Science et nature
Une OLED révolutionnaire pour une vision nocturne compacte et légère !
Une révolution dans la vision nocturne ! Des chercheurs de l’Université du Michigan ont développé un nouveau type de OLED qui pourrait remplacer les lourdes lunettes de vision nocturne par des lunettes légères et pratiques. Cette innovation permet non seulement de réduire les coûts, mais aussi d’améliorer l’autonomie grâce à une consommation d’énergie bien moindre. De plus, un effet de mémoire dans ces OLED pourrait ouvrir la voie à des systèmes de vision par ordinateur capables de saisir et d’interpréter les signaux lumineux. Imaginez des lunettes qui se souviennent de ce qu’elles voient !
Une Révolution dans la Vision Nocturne : Les OLEDs Légers
Introduction aux OLEDs Innovants
Des chercheurs de l’Université du Michigan ont mis au point un nouveau type de diode électroluminescente organique (OLED) qui pourrait remplacer les lunettes de vision nocturne encombrantes par des modèles légers et plus abordables, adaptés à une utilisation prolongée.
Fonctionnement des Systèmes de Vision Nocturne Traditionnels
Les systèmes de vision nocturne actuels reposent sur des intensificateurs d’image qui transforment la lumière infrarouge proche en électrons. Ces électrons sont ensuite accélérés à travers un vide vers un disque mince comportant des centaines de petits canaux. En heurtant les parois de ces canaux, les électrons libèrent des milliers d’autres électrons, qui frappent ensuite un écran phosphorescent, convertissant ainsi l’énergie en lumière visible. Ce processus permet d’amplifier la lumière entrante jusqu’à 10 000 fois, offrant ainsi une vision nocturne.
Les Avantages des Nouveaux Dispositifs OLED
Le nouvel appareil OLED développé convertit également la lumière infrarouge proche en lumière visible, mais avec une amplification supérieure à 100 fois, tout en étant plus léger et sans nécessiter la haute tension ni le vide encombrant des intensificateurs d’image traditionnels. Les chercheurs estiment qu’une amplification encore plus élevée pourrait être atteinte en optimisant la conception de l’appareil.
Une Technologie Révolutionnaire
Chris Giebink, professeur d’ingénierie électrique et de physique à l’Université du Michigan, souligne que « l’un des aspects les plus attrayants de cette nouvelle approche est qu’elle amplifie la lumière dans une pile de films minces de moins d’un micron d’épaisseur, bien plus fine qu’un cheveu, qui mesure environ 50 microns. »
Réduction de la Consommation Énergétique
Étant donné que cet appareil fonctionne à une tension bien inférieure à celle des intensificateurs d’image traditionnels, il permet de réduire considérablement la consommation d’énergie, prolongeant ainsi la durée de vie des batteries.
Mécanisme de Fonctionnement
Le dispositif intègre une couche absorbante de photons qui convertit la lumière infrarouge en électrons, ainsi qu’une pile de cinq couches d’OLED où ces électrons sont transformés en photons de lumière visible. Idéalement, cinq photons sont générés pour chaque électron traversant la pile OLED.
Une partie de ces photons est émise vers l’œil de l’utilisateur, tandis que d’autres sont réabsorbés par la couche absorbante, produisant encore plus d’électrons dans un cycle de rétroaction positive. Ce phénomène amplifie considérablement la lumière émise par rapport à la lumière d’entrée.
Une Avancée dans la Technologie OLED
Les précédents modèles d’OLED ne parvenaient pas à amplifier la lumière, produisant un photon de sortie pour chaque photon d’entrée. Raju Lampande, chercheur postdoctoral à l’Université du Michigan, déclare : « C’est la première démonstration d’un gain élevé de photons dans un dispositif à film mince. »
Comportement de Mémoire et Applications en Vision par Ordinateur
Le dispositif présente également un comportement de mémoire, connu sous le nom d’hystérésis, où sa sortie lumineuse à un moment donné dépend de l’intensité et de la durée des illuminations passées. Giebink explique : « Normalement, lorsqu’un OLED d’upconversion est éclairé, il commence à émettre de la lumière, et lorsque l’éclairage est éteint, il cesse d’émettre. Ce dispositif peut rester actif et se souvenir des choses dans le temps, ce qui est inhabituel. »
Bien que ce comportement de mémoire pose des défis pour les applications de vision nocturne, il pourrait offrir des opportunités pour un traitement d’image similaire à celui du système visuel humain, où les neurones biologiques transmettent des signaux en fonction du timing et de l’intensité des signaux entrants. La capacité de mémoriser des entrées passées pourrait faire de ces OLEDs de bons candidats pour des connexions neuronales permettant d’interpréter et de classifier une image sans nécessiter un traitement séparé.
Fabrication et Collaboration
Les chercheurs ont fabriqué le dispositif en utilisant des matériaux et des méthodes couramment employés dans la production d’OLED, ce qui devrait améliorer la rentabilité et la scalabilité pour les applications futures. Ce projet a été réalisé en collaboration avec OLEDWorks, une entreprise spécialisée dans les produits d’éclairage OLED, et RTX, un entrepreneur dans le secteur aérospatial et de la défense. La technologie est en attente de brevet par OLEDWorks et l’Université d’État de Pennsylvanie, où l’étude a été initiée avant que Giebink ne rejoigne l’Université du Michigan. Ce travail a été financé par la DARPA.
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