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Voir les couleurs invisibles à l’œil grâce à une technologie de l’Université de Tel-Aviv

Une technologie révolutionnaire développée par les Dr. Michael Mrejen et Assaf Lebanon, le Prof. Haim Suchowski et le doctorant Yoni Erlich, du Département de physique de la matière condensée de la Faculté des sciences exactes de l’Université de Tel-Aviv va permettre d’identifier au moyen d’une caméra « normale » des couleurs que l’œil humain n’est pas capable de percevoir. Selon les chercheurs, la nouvelle méthode permettra notamment de photographier des gaz tels que l'hydrogène, le carbone et le sodium, possédant chacun une couleur spécifique, et d’aider à identifier les cellules cancéreuses. Elle sera en outre applicable à toute une gamme de domaines, des jeux vidéo aux satellites de télédétection, en passant par l’industrie de la sécurité.

CouleursLes résultats de l'étude ont été récemment publiés dans la revue Laser & Photonics Reviews .

La couleur d'une image revêt une grande importance, car de nombreux matériaux ont une signature de couleur unique notamment dans la gamme infrarouge. Ainsi, par exemple, les cellules cancéreuses présentent une concentration plus élevée de molécules d'un certain type. « L'œil humain capte des photons à des longueurs d'onde comprises entre 400 nanomètres pour la couleur bleue et 700 nanomètres pour la couleur rouge », explique le Dr. Mrejen. « Mais celles-ci ne constituent qu'une infime partie du spectre électromagnétique, qui recouvre également les ondes radio, les micro-ondes, les rayons X etc. Par exemple, en dessous de 400 nanomètres, on trouve le rayonnement ultraviolet, ou UV, et au-dessus de 700 nanomètres, le rayonnement ‘en-dessous du rouge’, ou infrarouge, lui-même divisé en infrarouge proche, moyen et lointain. Dans chacun de ces segments du spectre électromagnétique, il existe une grande quantité de couleurs qui échappent à la vue ».

Voir dans l'infra-rouge

Or, les technologies de détection infrarouge existantes sont coûteuses et surtout ont de la difficulté à refléter ces « couleurs ». Aussi en imagerie médicale, des expériences ont été réalisées pour convertir des images infrarouges en lumière visible notamment pour identifier les cellules cancéreuses selon les molécules. À ce jour, cette conversion se faisait couleur après couleur, ce qui nécessitait des caméras sophistiquées et très coûteuses, qui par ailleurs n'étaient pas facilement accessibles au public dans la vie de tous les jours.

Dans la présente étude, les chercheurs ont pu développer une technologie peu coûteuse et efficace qui se fixe sur une caméra standard et permet en fait pour la première fois de convertir d'un seul coup les photons de l'ensemble du domaine infrarouge moyen vers le domaine de la lumière visible, à des fréquences que l'homme peut capter. La nouvelle technologie permettra la vision et la photographie de couleurs que l'œil humain ne perçoit pas. Entre autres, elle permettra de photographier différentes substances biologiques présentes dans la nature mais non visibles à l'œil nu, comme des gaz tels que l'hydrogène, le carbone et le sodium, possédant chacun une couleur spécifique. Elle pourra en outre être appliquée dans de nombreux domaines de la vie quotidienne tels que les jeux et la photographie, et dans des industries importantes comme celles de la sécurité, la médecine et même pour les satellites de télédétection dans l'espace.

couleurs 2

L'empreinte digitale des matériaux

« Dans le domaine de l'infrarouge, il existe des informations sans équivoque sur les matériaux existant, en particulier les molécules organiques », explique à son tour le Prof. Suchowski. « Cela signifie que les différents matériaux ont une ‘empreinte digitale’ colorée qui leur est propre. Nous, les humains, voyons entre le rouge et le bleu. Si nous pouvions voir dans le domaine de l'infrarouge, nous verrions que des éléments comme l'hydrogène, le carbone et le sodium ont une couleur spécifique. Un satellite environnemental qui prendrait des photos dans l'infrarouge pourrait distinguer les polluants émis par les cheminées, et un satellite d'espionnage verrait où sont cachés les explosifs ou l'uranium. De plus, comme chaque objet émet de la chaleur dans le domaine de l'infrarouge, toutes ces informations sont visibles également la nuit ».

Après avoir déposé un brevet pour leur invention, les chercheurs développent à présent leur technologie grâce à une subvention du projet Kamin de l'Autorité israélienne pour l'Innovation, et un certain nombre d'entreprises israéliennes et internationales ont déjà manifesté leur intérêt. « A l'avenir, nous pourrons proposer toute une gamme de services basés sur la lentille que nous avons développée pour un coût de plusieurs centaines de dollars, et elle pourra également être facilement installée sur un téléphone portable. De cette façon, l'utilisateur pourra voir de nuit des couleurs qu'il ne connaissait pas auparavant et être exposé à de nouvelles richesses d'informations », conclut le Prof. Suchowski.

 

Photos 1 et 2 :

Voir de nouvelles couleurs. La technologie qui va changer la manière dont nous voyons le monde (Visualisation: Université de Tel Aviv).

 

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Touchés de plein fouet par la crise économique due au Covid19, des milliers d’étudiants ont perdu leur emploi et ne peuvent plus subvenir à leurs besoins.

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Le robot social de l’Université de Tel-Aviv qui décuple la réussite des élèves

Une étude originale menée par le Dr. Goren Gordon du Laboratoire de curiosité de la Faculté d'ingénierie de l'Université de Tel-Aviv et le Dr. Einat Gonen du Département de langue hébraïque de la Faculté des sciences humaines a montré que l'apprentissage expérientiel par le biais de robots sociaux peut améliorer les résultats des enfants de près de 50%. Le robot mis au point à l’Université est prévu pour le moment pour aider à enseigner les racines de la langue hébraïque aux enfants de l’école maternelle et du cours préparatoire.

Robot et enfantL'étude doit être prochainement publiée dans la revue International Journal of Social Robotics.

Mis au point dans le laboratoire de curiosité du Dr. Gordon à l’Université de Tel-Aviv par le doctorant Omer Gvirtzman, le robot Patrick a été développé en collaboration avec le Dr. Einat Gonen qui a créé une méthode originale et ludique pour enseigner les racines linguistiques. « C’est l’un des domaines les plus difficiles à faire comprendre aux enfants », explique le Dr. Gordon. « C’est pourquoi nous avons pensé qu’un robot pourrait nous aider à le faire ».

Apprendre par l'expérience

Appliquant le principe selon lequel le point de départ de l’apprentissage est l’expérience concrète, le robot enseigne aux enfants par des jeux. Il possède également des algorithmes qui lui permettent de s’adapter au niveau de chaque apprenant.

Robot 3Constitué de pièces imprimées en trois D et assemblées dans le laboratoire de curiosité de l’Université de Tel-Aviv, Patrick comprend une caméra tridimensionnelle intégrée qui lui permet d’identifier les visages et de les observer, afin d’établir une interaction sociale : « L’une des choses les plus importantes dans une interaction que ce soit avec un robot social ou avec une personne, c’est de se regarder mutuellement, d’établir un lien social en fait », explique le Dr. Gordon. Le robot lui-même est revêtu d’un costume changeable qui lui permet d’adopter divers aspects extérieurs. Pour le moment il possède un deuxième avatar surnommé Tutti. La voix de Patrick est celle de Doron Gordon, fils du Dr. Goren Gordon âgé de 9 ans, et Tutti utilise la voix de Yuval Gonen, la fille du Dr. Einat Gonen.

L'étude a porté sur 50 enfants âgés de 5 à 9 ans, qui ont appris à identifier des racines hébraïques courantes et des noms propres. Dans une première étape de l'étude, après un entrainement rapide, les chercheurs ont vérifié l'état de leurs connaissances préalables, acquises à l'école. Il s'est avéré que même les plus grands enfants du groupe ont fait preuve d'une faible capacité à identifier les racines des mots. sur dix questions qui leur ont été posées les enfants ont bien répond à 1,9 questions en moyenne. 

Un assistant d'enseignement

Dans une étape suivante, les enfants ont participé pendant 3 semaines à 3 à 5 leçons de 7 à 15 minutes en moyenne, au cours desquelles le robot leur a appris à identifier des racines courantes et des noms communs, au moyen d'une série de questions réponses présentant des mots et leur racine sur un rythme récurrent. Mais contrairement à une leçon en classe où les enfants sont assis, le robot Patrick a fait réaliser aux enfants diverses activités en même temps qu'il leur demandait d'identifier les racines. Par exemple, il les a fait sauter sur place en criant la racine du vers "sauter", ou sourire en prononcer la racine du verbe "sourire". Puis Patrick a donné la réponse exacte en félicitant les enfants de leur participation.     

A la fin de l'expérience, les connaissances démontrées par les enfants ont fait un bond en avant de 20% de réponses correctes à 70% (7,7 réponses exactes sur 10 au lieu de 1,9). Autre point à signaler: les résultats ont été les mêmes chez les enfants plus âgés et chez les enfants les plus jeunes, de l'âge de la maternelle.

omer gvirzman580« Au laboratoire de curiosité nous travaillons à la mise au point de robots sociaux dans des buts d'éducation, de manière à pouvoir enseigner des contenus de manière expérientielle et ludique à moindre coût », explique le Dr. Gordon. « Patrick, par exemple, est adapté à la méthode d'enseignement développée par le Dr. Gonen, basée sur l'inculcation d'une conscience morphologique active pour l'identification de racines linguistiques pendant l'enfance». 

Alors plus besoin de professeurs ? « Bien sûr que si, et c’est très important de le dire », répond le Dr. Gordon. « Le robot est en fait un ‘assistant d’enseignement’ en classe, mais il faut un professeur qui enseigne le contenu. Il faut également noter que cette plateforme est très bon marché, ce qui la rend accessible pour de nombreuses applications. A l'époque du corona où le système éducation a besoin de solutions créatives, l'enseignement par les robots mené par petits groupes de manière ludique peut sans aucun doute aider les institutions à s'organiser tout en respectant les instructions du Ministère de la santé », ajoute-t-il. 

« Les robots peuvent transmettre du contenu dans divers contextes, en cours privé, en groupe ou devant une classe. Dans le domaine de la linguistique les robots sociaux peuvent rapprocher les enfants de la langue, créer une expérience de réussite et fixer un seuil d'apprentissage élevé dès l'enfance, de manière à poser une infrastructure cognitive qui sera approfondie par la suite. Les enseignants restent bien sûr la base de l'enseignement en classe, mais les robots peuvent beaucoup enrichir l'expérience d'apprentissage, voire même enseigner des matières qui ne sont pas enseignées normalement».

Le robot est pour le moment à l’essai dans plusieurs projets pilotes menés auprès de petits groupes dans des écoles primaires et des jardins d’enfants.

Robot en classe

 

Photos:

1. 2. 4. : Le robot en costume, sans son costume et en classe. Captures d'écran de l'émission "Olam Haboker" de la Chaine 13 de la télévision israélienne.

3. : Omer Gvizman et ses robots sociaux (crédit: Noam Tor).

 

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Des chercheurs de l’Université de Tel-Aviv produisent de l’alcool à usage médical à partir de déchets biodégradables

Une équipe de chercheurs sous la direction du Prof. Hadas Mamane, directrice du programme de génie environnemental de l’Université de Tel-Aviv, a réussi à produire de l'éthanol, le désinfectant médical le plus courant, également utilisé pour la fabrication des solutions hydroalcooliques destinées à l’hygiène des mains - à partir de déchets agricoles. Basée sur un processus innovant, la méthode permettra de mettre fin à la crainte de pénurie d’alcool pour usage médical accentuée par la pandémie du covid19.

AlcogelL’étude, réalisée conjointement avec le Prof. Gerchman de l’Université de Haifa et du Collège d'enseignement supérieur Oranim, a été financée par le ministère israélien de la Science.

La lutte contre le coronavirus commence par le maintien de l'hygiène. L’irruption de l'épidémie a donc augmenté considérablement la demande d'alcool désinfectant. L'éthanol est le désinfectant médical le plus courant, également utilisé pour fabriquer les solutions hydroalcooliques en usage dans le grand public. À l'heure actuelle, il n'y a toujours pas de production nationale d'éthanol en Israël qui dépend entièrement des importations dans ce domaine. En 2018, le pays a importé 23 000 tonnes d'éthanol, produit en grande partie à partir de sources alimentaires telles que le maïs. Le défi est devenu plus important encore pendant la pandémie, avec la fermeture des frontières et les restrictions à l'importation.

Utiliser les résidus verts urbains pour fabriquer de l'alcool médical

Le Prof. Hadas Mamane, responsable du programme d'études de génie de l'environnement de la Faculté d’ingénierie pour les deuxième et troisième cycles, étudie, avec le doctorant Roi Peretz et d'autres membres de son laboratoire, le recyclage des types de déchets nuisibles pour l'homme et l'environnement et leur transformation en alcool, par exemple comme substitut de carburant. Lors de l'irruption de l’épidémie du coronavirus, les chercheurs ont identifié le problème du manque de matériaux de désinfection en Israël. « Nous avons été surpris de constater que l’État d’Israël dépend complètement de l’importation dans ce domaine. Nous nous sommes donc consacrés à la recherche de la production d'alcool désinfectant pour la lutte contre le coronavirus covid19 ».

Hadas MamaneL’étude du Prof. Mamane porte sur la production d'éthanol à partir de divers types de déchets comme les résidus verts collectés par les municipalités, en utilisant un prétraitement à l’ozone. « Nous avons effectué une percée importante, en parvenant à une production efficace d'éthanol à partir de divers déchets tels que les résidus verts urbains et agricoles, la paille, les déchets et les boues de papier à l'aide d'un prétraitement à l'ozone. Il s’agit d’une méthode de prétraitement simple et peu coûteuse qui présente de nombreux avantages », explique-t-elle : « elle n’est presque pas polluante, ne nécessite pas l'utilisation de matières dangereuses et peut être effectuée à l'échelle locale et mondiale. Nous mettons actuellement en œuvre à l'Université de Tel-Aviv, un programme pilote de production d'alcool pour désinfectants à partir de déchets locaux. Le défi consistera à augmenter le niveau d'efficacité du processus de fabrication de l'alcool à partir de types de déchets aussi nombreux que possible ».

« L'étude présente un grand potentiel », ajoute-t-elle, « car Israël produit chaque année environ 620 000 tonnes de déchets végétaux et similaires inutilisés. Cette méthode permettra d’apporter une solution à ce problème, et en même temps aboutira à la création d’un produit précieux qui rendra Israël indépendant dans le domaine de la production de l'éthanol. Autre avantage de notre procédé : il permet le traitement de grandes quantités de déchets variés, et sera applicables par les entreprises qui réalisent des processus de fermentation et d'affinage ».

Déchets de recyclage du papier et du carton

« Nous avons également développé une méthode innovante pour produire de l'éthanol à partir de déchets de recyclage du papier et du carton », poursuit-elle. « Rien qu’en Israël, environ 35 000 tonnes de déchets sont générées chaque année par le processus de recyclage du papier, et sont acheminées vers les décharges. Là aussi notre procédé est basé sur une technologie d'ozonation innovante, qui permet l'oxydation et la décomposition de la lignine contenue dans les déchets, qui est le composant biologique apportant aux matériaux leur rigidité, leur imperméabilité et leur résistance à la décomposition, et freine donc le processus de conversion des déchets en éthanol. Nous avons récemment déposé un brevet aux Etats-Unis sur la base de ce processus », conclut le Prof. Mamane.

« Pendant mon congé sabbatique en Inde », ajoute-t-elle « j'ai été exposée à l'impact environnemental de la combustion des déchets agricoles sur la pollution atmosphérique lors de la transition entre les cultures, et j'ai pu constater l'aggravation de ce processus suite aux changements climatiques, et leur influence sur la durée et l'intensité des moussons. Tout ceci a renforcé à mes yeux l'importance de nos travaux sur le traitement des déchets agricoles, et la nécessité de créer un processus décentralisé qui évitera l’incinération des résidus, bénéficiera à la fois aux agriculteurs, à l’environnement et à la communauté, et surtout permettra de protéger la santé du public face aux pandémies », conclut le Prof. Mamane.

 

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Une application pour vous rappeler de nettoyer votre écran de téléphone développée par une étudiante de l’Université de Tel-Aviv

Le saviez-vous ? L’écran de votre téléphone portable peut accumuler 10 fois plus de bactéries que le siège des toilettes. Denise Bishevsky, étudiante de premier cycle de la Faculté d’ingénierie de l’Université de Tel-Aviv en Sciences du High Tech et en Gestion, a développé Clean Me, une application qui vous alerte quand vous devez nettoyer votre Smartphone afin de protéger votre santé, particulièrement utile en ces jours de corona.

Denise Bishevsky croppedEn ces jours sensibles, il est important de s’assurer que notre environnement de travail soit le plus stérile possible, et d’en éloigner les bactéries du coronavirus, afin de réduire les risques de contamination. Le retour à la routine nous oblige à développer de nouvelles habitudes, entre autres pour l’utilisation de notre Smartphone. Mais comment se rappeler de désinfecter notre téléphone avant de le toucher ? De se laver les mains après une conversation zoom sur notre portable ? De le nettoyer après avoir fait ses courses au supermarché ? C’est le but de la nouvelle application développée par Denise Bishevsky, étudiante de premier cycle en Sciences du High Tech et gestion, qui vient de développer et de lancer l’application Clean Me.

Réduire les risques de contamination

« Une étude de l’Université d’Arizona a révélé que sur les écrans de nos téléphones portables peuvent s’accumuler 10 fois plus de bactéries et micro-organismes toxiques que sur le siège des toilettes », explique Denise. « Quand j’ai découvert cette étude, j’ai réalisé qu’il était indispensable de s’habituer à nettoyer l’écran de nos téléphones, et pas seulement en période de corona. De là est née l’idée de développer une application dont le but est de nous rappeler d’effectuer quotidiennement le nettoyage nécessaire et de réduire ainsi les risques pour nous, nos amis ou notre famille, de contracter le virus juste parce que nous avons ‘oublié’ de nettoyer notre portable ».

Denise explique qu’elle s’intéresse à la fois au monde de la technologie et à l’univers du visuel, et a donc cherché à concevoir et à développer une application qui à la fois fonctionne bien et soit esthétique et agréable pour l’utilisateur.

« Lancer une application nécessite beaucoup de courage », ajoute-t-elle, « mais la filière que j’ai choisie à l’université a renforcé ma motivation à le faire. Le diplôme de Sciences pour le High-Tech fournit des outils technologiques pratiques et permet de combiner un autre département dans presque tous les domaines. Personnellement, j’ai choisi la gestion. Le programme encourage le développement des initiatives entrepreneuriales dans le domaine de la technologie, et à présent je travaille sur plusieurs autres applications pratiques que j’espère pouvoir bientôt partager avec vous ».

 

Clean me

 

L’application Clean Me est déjà disponible sur Google Play :

https://play.google.com/store/apps/details?id=com.GoodServe.CleanMe

 

Photo: Denise Bishevsky (Crédit: The Fleischman Favulty of engineering; Tel-Aviv University)

Un guide de l’application Whatsapp en plusieurs langues pour personnes âgées développé à l’Université de Tel-Aviv

La crise du corona a conduit les citoyens du monde entier au confinement et à l'éloignement familial et social, provoquant une hausse de l'utilisation des outils numériques tels que le Zoom et WhatsApp. Cependant, pour toute une partie du public du troisième âge, ce passage vers le monde de la technologie pour préserver le lien social ne va pas de soi. C’est pourquoi les étudiants et les chercheurs de la Faculté d’ingénierie de l’Université de Tel-Aviv se sont mobilisés pour trouver une solution créative à ce problème, et ont développé un guide en plusieurs langues pour l’application Whatsapp adapté aux besoins des personnes âgées. Le guide existera en hébreu, anglais, arabe, russe et français.

Or benson gal krigerMis au point par des étudiants et des chercheurs de l’Ecole de génie mécanique et du Département de génie biomédical de la Faculté d’ingénierie de l’université, le « Guide multilangues de l'application Whatsapp », est un manuel aisé établi en consultation avec la Faculté de psychologie clinique afin de s’assurer qu'il corresponde aux besoins des personnes âgées. « Nous sommes arrivés à la conclusion qu'il faut créer un sentiment d'appartenance chez la population âgée, qui se sent très isolée », explique Or Benson, étudiant en génie mécanique, parmi les initiateurs du projet.

Que trouve-t-on dans ce guide?

Le guide concentre tous les sujets les plus adaptés pour créer une compréhension optimale chez cette population, dont une partie a parfois beaucoup de mal à se confronter avec les défis de la technologie. On peut y trouver des explications simples telles que:

• Comment télécharger l'application WhatsApp

• Comment ouvrir un groupe avec votre famille ou vos amis

• Comment passer des appels vidéo

• La signification de chaque bouton qui apparait sur l’écran

• Comment agrandir l'écriture, et d’autres fonctionnalités intéressantes.

Les présentations ont été traduites en plusieurs langues: anglais, russe, arabe et français, toutes faciles d’accès.

 

Les membre de l'équipe initiatrice du projet sont :

• Or Benson, étudiant de troisième année en génie mécanique.

• Belle Kriger, étudiante de troisième année en génie biomedical.

• Shira Abramovich, étudiante de troisième année en génie biomedical.

• Le Prof. Ran Gilad-Bachrach, du Département de génie biomédical.

• Le Prof. Rami Haj-Ali, Directeur de l'École de génie mécanique.

• Le Prof. Gal Sheppes, de l’École des sciences psychologiques.

D’autres étudiants des Facultés d’Ingénierie et des sciences exactes se sont également joints au projet.

 

Lien vers le guide :

https://www.whatsapptutorial.com/

Les personnes intéressées à faire du bénévolat pour le projet peuvent contacter Or Benson : Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser.

 

Sur la photo du haut de droite à gauche:

Belle Kriger, étudiante en troisième année d’ingénierie biomédicale et Or Benson, étudiant en troisième année en génie mécanique (Crédit: Université de Tel-Aviv, Faculty of Engineering)

 

 

Rejoignez le cercle des mécènes en soutenant les recherches de l’Universite de Tel-Aviv.

Pour vos dons vous pouvez nous contacter au +33 01 40 70 18 07

 

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