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Un laboratoire robotisé mène 50 000 expériences et atteint 27 % d'efficacité pour les cellules solaires

Résumé IASource uniqueImpact UE

Des chercheurs de la Hong Kong Polytechnic University ont mis au point un système robotique autonome capable de mener des recherches scientifiques en boucle fermée, sans intervention humaine, pour le développement de cellules solaires à base de pérovskite. Le dispositif repose sur une architecture d'intelligence artificielle à sept couches qui lit la littérature scientifique existante, génère de nouvelles formules chimiques et les traduit directement en instructions pour les machines. En l'espace d'une campagne expérimentale, le système a réalisé 50 764 expériences, contrôlé plus de 4 300 paramètres et généré 578 millions de tokens de données. Résultat: une efficacité de conversion énergétique record de 27,0%, avec une valeur certifiée indépendamment de 26,5%, plaçant ces cellules parmi les plus performantes jamais fabriquées de manière autonome.

L'enjeu est considérable pour la filière photovoltaïque. La pérovskite est un matériau à fort potentiel, mais son développement bute depuis des années sur un processus d'essais et d'erreurs épuisant: plus de 100 000 recettes expérimentales ont déjà été testées dans le monde, avec des cycles de cristallisation extrêmement sensibles aux conditions environnementales et difficiles à reproduire. Les robots existants peuvent collecter des données rapidement, mais sont incapables d'interpréter les résultats ou d'ajuster les recettes en temps réel. Le nouveau système brise ce plafond en intégrant un modèle de langage spécialisé, le Recipe Language Model, qui traite en continu données de littérature et résultats expérimentaux pour affiner les formules chimiques, pendant que 11 modules robotiques interconnectés assurent la fabrication physique: stockage des produits chimiques, dépôt par centrifugation, traitement laser, caractérisation optique en temps réel.

Ce travail s'inscrit dans une tendance de fond qui voit l'automatisation gagner les laboratoires de recherche en matériaux, domaine traditionnellement artisanal et fragmenté. La particularité de ce système réside dans sa capacité à transformer des opérations de boîtes à gants isolées en une chaîne de fabrication unifiée, pilotée par un jumeau numérique. Publié dans la revue Engineering, ce projet ouvre la voie à ce que ses auteurs appellent la "materials intelligence": une recherche scientifique pilotée par des agents autonomes capables d'apprendre, de raisonner et d'optimiser sans supervision humaine permanente. À plus long terme, une telle approche pourrait permettre de déployer des capacités de fabrication avancée dans des environnements extrêmes ou des zones isolées, là où la présence humaine est impraticable, de l'espace aux infrastructures offshore.

Impact France/UE

Cette avancée dans l'automatisation de la recherche sur les matériaux photovoltaïques pourrait à terme accélérer les programmes européens de développement de cellules solaires à pérovskite, dans le cadre des objectifs de souveraineté énergétique de l'UE.

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1arXiv cs.RO

Apprentissage par renforcement efficace via la dynamique de Koopman linéaire pour les systèmes robotiques non linéaires

Des chercheurs ont publié sur arXiv un nouveau cadre d'apprentissage par renforcement basé sur un modèle, conçu pour contrôler de manière optimale des systèmes robotiques non linéaires. L'approche repose sur la théorie de l'opérateur de Koopman, un outil mathématique qui permet de représenter des dynamiques non linéaires complexes sous une forme linéaire dans un espace de dimension supérieure. Ce modèle linéarisé est ensuite intégré dans une architecture acteur-critique classique afin d'optimiser la politique de contrôle. Pour limiter les coûts de calcul et éviter l'accumulation d'erreurs lors des simulations en plusieurs étapes, les gradients de politique sont estimés à partir de prédictions à un seul pas de temps, ce qui permet un entraînement en ligne sur des mini-lots de données issues d'interactions en continu. Le cadre a été évalué sur plusieurs benchmarks de contrôle simulés ainsi que sur deux plateformes matérielles réelles : un bras robotique Kinova Gen3 et un robot quadrupède Unitree Go1. Les résultats expérimentaux montrent que cette approche surpasse les méthodes d'apprentissage par renforcement sans modèle en termes d'efficacité d'échantillonnage, tout en offrant de meilleures performances de contrôle que les méthodes par renforcement basées sur un modèle classiques. Elle atteint même un niveau comparable aux méthodes de contrôle traditionnel qui nécessitent une connaissance exacte des dynamiques du système, un avantage considérable, car ces connaissances sont rarement disponibles dans des applications réelles. La robotique reste l'un des terrains les plus exigeants pour l'apprentissage automatique : les systèmes physiques sont non linéaires, les interactions avec le monde réel coûteuses, et les erreurs de modèle peuvent endommager le matériel. L'opérateur de Koopman suscite depuis plusieurs années un intérêt croissant dans la communauté du contrôle automatique, précisément parce qu'il permet de réconcilier la puissance expressive des modèles non linéaires avec la tractabilité des méthodes linéaires. En l'intégrant directement dans une boucle d'apprentissage par renforcement, ce travail ouvre la voie à des robots capables d'apprendre des comportements complexes avec moins d'essais et sans nécessiter un modèle analytique complet du système, une propriété clé pour le déploiement industriel à grande échelle.

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Google AI propose Vantage : un protocole basé sur les LLM pour mesurer la collaboration, la créativité et la pensée critique

Des chercheurs de Google Research ont publié un article présentant Vantage, un système d'évaluation basé sur des grands modèles de langage (LLM) conçu pour mesurer trois compétences humaines longtemps considérées comme impossibles à tester à grande échelle : la collaboration, la créativité et la pensée critique. L'étude, conduite auprès de 188 participants âgés de 18 à 25 ans recrutés via la plateforme Prolific, a généré 373 transcriptions de conversations entre humains et groupes d'agents IA. Chaque session durait 30 minutes et impliquait des tâches collaboratives structurées, comme la conception d'une expérience scientifique ou un débat argumenté. Les modèles utilisés sont Gemini 2.5 Pro pour les modules de collaboration et Gemini 3 pour la créativité et la pensée critique. L'apport technique central de Vantage est ce que les chercheurs appellent l'architecture "Executive LLM" : plutôt que de faire fonctionner un agent IA distinct pour chaque participant simulé, un seul LLM orchestre tous les personnages artificiels de la conversation. Ce modèle coordinateur a accès à la rubrique d'évaluation en temps réel et s'en sert activement pour piloter les échanges vers des situations révélatrices. Si la compétence ciblée est la résolution de conflits, l'Executive LLM peut faire exprimer un désaccord par l'un de ses personnages et le maintenir jusqu'à ce que le participant humain réagisse. Les tests ont montré que cette approche surpasse significativement une configuration où des agents indépendants interagissent sans coordination : sans pilotage, les conversations peuvent se dérouler sans jamais créer les conditions nécessaires à l'évaluation d'une compétence donnée. Les scores attribués automatiquement par le système ont atteint un niveau de fiabilité comparable à celui d'experts humains formés à la notation. Ce travail s'attaque à un problème de mesure vieux de plusieurs décennies. Les tests standardisés classiques, comme le PISA 2015 sur la résolution collaborative de problèmes, ont tenté de simuler le travail en groupe via des interfaces à choix multiples avec des coéquipiers scriptés, sacrifiant l'authenticité au profit du contrôle. Les évaluations humaines réelles font l'inverse, mais ne passent pas à l'échelle. Google positionne les LLM comme la première technologie capable de satisfaire simultanément ces deux exigences contradictoires : produire des interactions conversationnelles naturelles tout en maintenant des conditions reproductibles et comparables. Les implications dépassent largement le cadre académique : cette approche pourrait transformer les recrutements en entreprise, les certifications professionnelles ou les outils pédagogiques adaptatifs. Avec des entreprises comme Google, Microsoft et OpenAI qui investissent massivement dans les agents conversationnels, Vantage illustre une nouvelle frontière où les LLM ne servent plus seulement à produire du texte, mais à modéliser et évaluer le comportement humain lui-même.

UECe système d'évaluation automatisée pourrait influencer les pratiques de recrutement et les certifications professionnelles en Europe, ainsi que les outils pédagogiques utilisés dans les systèmes éducatifs européens.

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