Grâce au logiciel développé par Neural Concept, une spin-off de l'EPFL, les ingénieurs cyclistes peuvent calculer rapidement la forme la plus aérodynamique pour un vélo. Le logiciel, qui est présenté aujourd'hui à Stockholm lors de la Conférence internationale sur l'apprentissage automatique, applique l'intelligence artificielle à un ensemble de spécifications définies par l'utilisateur. Les ingénieurs ont déjà utilisé le programme pour concevoir un vélo qui, espèrent-ils, battra le record du monde de vitesse cet automne au Nevada.

Le record actuel pour un vélo circulant sur une route plate est de 133,78 km/h, établi en 2012 par une équipe néerlandaise au World Human Powered Speed ​​Challenge, qui a lieu chaque année dans le désert du Nevada. Mais en septembre, une équipe de l'IUT d'Annecy vise à battre ce record. L'équipe a utilisé un logiciel basé sur l'intelligence artificielle développé par Neural Concept, une startup de l'EPFL, pour booster les performances de son vélo. En quelques minutes, La technologie de Neural Concept peut calculer la forme optimale d'un vélo pour le rendre aussi aérodynamique que possible. Il peut également être utilisé pour des calculs aérodynamiques dans un certain nombre d'autres applications. La société présente aujourd'hui son logiciel à Stockholm lors de la conférence internationale sur l'apprentissage automatique.

De l'exterieur, le vélo couché de l'équipe de l'IUT Annecy ressemble plus à une petite voiture de course qu'à un vélo à propulsion humaine. Il a été conçu sur mesure pour s'adapter étroitement au corps du cycliste. Pendant le Défi, il devra descendre une ligne droite de 200 mètres, route plate aussi vite que possible, après un run-up de 8 km. L'objectif de conception n'est clairement pas le confort du cycliste, mais en tirant le meilleur parti de chaque centimètre du véhicule.

Venir plus vite, des conceptions plus détaillées et plus efficaces

Les méthodes de conception aérodynamique existantes nécessitent une énorme puissance de calcul. Traditionnellement, les ingénieurs cyclistes imaginent différentes formes et les testent ensuite à l'aide d'une simulation informatique. Mais ici, pour la première fois, les ingénieurs ont utilisé un logiciel d'optimisation - plutôt que leur propre intuition - pour définir le carénage du vélo couché. L'équipe de l'IUT Annecy a utilisé le logiciel de Neural Concept, en précisant la longueur et la largeur maximales du vélo et l'espace nécessaire pour la transmission et les roues. Le programme a ensuite trié toutes sortes de formes, en les comparant rapidement afin de trouver le meilleur. Par exemple, le programme a aidé les ingénieurs à déterminer le meilleur emplacement pour la largeur maximale du véhicule.

Pour développer la technologie derrière le logiciel, des chercheurs du Laboratoire de vision par ordinateur de l'EPFL ont formé un réseau de neurones convolutifs pour calculer les propriétés aérodynamiques de diverses formes représentées par des maillages polygonaux génériques, qui sont des ensembles de points utilisés pour générer des formes 3D. Ce type d'intelligence artificielle fonctionne en parcourant plusieurs couches, classer les informations de la plus simple à la plus complexe. Dans les couches initiales, le programme identifie les contours d'une forme; puis il attribue les contours à un objet et détermine à quelle catégorie appartient l'objet en fonction du résultat attendu.

Les ingénieurs peuvent utiliser le logiciel pour effectuer des analyses détaillées de différentes conceptions plus rapidement et avec une meilleure précision. "Notre programme aboutit à des conceptions qui sont parfois 5 à 20 % plus aérodynamiques que les méthodes conventionnelles. Mais plus important encore, il peut être utilisé dans certaines situations que les méthodes conventionnelles ne peuvent pas, " dit Pierre Baqué, PDG de Neural Concept. Un autre avantage est que le logiciel peut comparer les conceptions sans biais humain. "Les formes utilisées dans l'apprentissage du programme peuvent être très différentes des formes standard pour un objet donné. Cela lui donne une grande flexibilité, " ajoute Baqué.

Le World Human Powered Speed ​​Challenge est une compétition impliquant des vélos conçus par des équipes d'étudiants universitaires. Cette année, il aura lieu du 10 au 15 septembre, et de nombreuses autres équipes seront également en train de tirer pour le record. Le Challenge sera un test en conditions réelles tant pour l'équipe de l'IUT Annecy que pour la technologie d'apprentissage automatique de Neural Concept. Le logiciel a également une myriade d'autres applications potentielles, comme pour la conception de drones, éoliennes et avions. D'autres professionnels de l'industrie voient clairement son potentiel - Baqué a été invité à prendre la parole lors de la plus grande conférence d'apprentissage automatique au monde aujourd'hui à Stockholm. L'IUT Annecy et Neural Concept ont déjà commencé à travailler sur le vélo pour la course de l'année prochaine. Il sera conçu exclusivement et entièrement par le logiciel, sans aucune intervention humaine.