January 20, 2023

La mélodie de la chips

Avez-vous déjà remarqué l’utilisation du bruit du craquement d’une chips dans les publicités de Pringles, Lay’s ou encore Doritos ? 


On remarque ainsi l’aspect multisensoriel de la nourriture, qui passe aussi par l’ouïe. Il y a bien une corrélation entre le croustillant d’une chips et le plaisir qu’elle nous apporte. Son aspect crispy joue également sur notre perception de la qualité du produit.


Mais comment expliquer tout cela grâce à la physique ? 

Tout d’abord, nous considérons qu’une chips molle est synonyme de mauvaise qualité gustative. Ainsi plus cette dernière croustille, plus elle nous paraît fraîche. C’est alors que le son émis par un craquement influe notre perception du plaisir que va nous apporter la chips. Pour prouver ceci, nous allons nous servir de l’expérience réalisée par les membres de la Povey’s Leeds Team sur différentes textures de biscuit (moelleux et dur) : ces derniers ont utilisé un instrument s’inspirant d’une mâchoire mécanique, qui va exercer une force sur le biscuit, comme s’il le croquait, puis va enregistrer et mesurer la fréquence émise lors de la mâche. Cet instrument a croqué dans les deux différentes textures de biscuits séparément.

Ils ont obtenu deux graphiques du niveau sonore des biscuits en fonction du temps, séparant le cas correspondant au biscuit moelleux et celui du biscuit croquant. On y observe que le son émis par un biscuit croquant est bien supérieur (à un maximum 100 dB environ) que celui du biscuit moelleux (environ 70 dB max). Nous pouvons donc comparer par analogie, ces résultats au son émis par une chips : celui qui provient d’une chips molle sera inférieure à celui d’une chips croustillante. C’est ainsi que nous percevons une chips qui produit peu de son lors d’un craquement comme non fraîche, de mauvaise qualité alors qu’une chips qui produit un son intense est indice de texture correcte, donc de fraîcheur et nous donne une impression de bon goût.

Mais comment expliquer le son de la chips ?

Tout d’abord, nous savons que le son est une onde produite par la vibration mécanique dans un milieu matériel, soit un déplacement de matière sous forme d’onde longitudinale. Dans le cas de la chips, son son est notamment dû à la pression exercée sur cette dernière. En effet la pression que l’on va exercer sur l’objet cause la rupture de ce dernier, et va émettre une énergie sonore qui se propage dans le milieu et cause une vibration. Elle est l’origine même du son. Puis par la suite, l’énergie sonore totale émise par la chips se traduit en puissance acoustique de formule :

Avec S  la surface d’application, P la puissance sonore, p la pression acoustique, et 2 constantes :  c la célérité du son dans l’air (300 m/s),  et p0  la masse volumique de l’air (1,2 g/L). Ainsi on réalise que plus la surface et la pression acoustique sont grandes, et plus la puissance sonore l’est également, puisque ses paramètres sont proportionnels entre eux. De manière analogue, si l’on diminue la pression acoustique, le puissance sonore diminue également.

Les chips ont une tendance à émettre un son de haute fréquence, soit de 5 kHz. On suppose qu’en moyenne, une personne mâchant une chips fait un son entre 25 dB (autant qu’un chuchotement) et 35 dB (vie dans un lieu rural), mais évidemment ces chiffres peuvent varier dans le cas où notre bouche est ouverte ou fermée, puisque en effet, cette dernière atténue la diffusion du son dans l’air. 

De manière surprenante, la conservation du croustillant de la chips continue jusque dans le sac même. En effet, le gaz contenu dans ce dernier est très important. On n’utilise pas de l’air atmosphérique, et ce pour une raison très simple, car il contient de l’oxygène. Cet atome est très réactif et va abimer les chips très rapidement (et les ramollir) puisqu’il ne possède pas de conservateurs. C’est pourquoi, on utilise à la place du nitrogène. Il protège mais préserve également le croustillant des chips.

Pour conclure, la chips est un aliment soumis à de nombreuses attentes, parmi lesquelles figurent la puissance sonore émise (due à la solidité de la chips) par cette dernière au cours de la mâche, qui influe sur notre perception de la qualité gustative du produit. De plus, d’autres paramètres entrent en jeu pour conserver cette qualité, comme le gaz utilisé pour le sac et la surface de la chips (qui influe le son). Ainsi, une chips croquante sera de meilleure qualité qu’une chips molle, et nous semblera plus fraîche, donc meilleure au goût également.

Blog écrit par Sophie Navarro, Angèle Edmond et Alicia Luong

Sources : 

Philip Ball (2016), Physics of food: Make it snappy, Physics World, Vol 29 n°11, pp 43-46.

Pression acoustique (Wikipédia) : Pression acoustique — Wikipédia 

Intensité sonore d’une chips : The Science Behind Why We Crave Loud and Crunchy Foods | Mental Floss 


January 12, 2023

Algorithmes : modernisation de la discrimination ?

La science-fiction dépeint presque systématiquement l’intelligence artificielle (IA) comme la grande catastrophe de notre futur, comme une technologie qui sera hors de notre contrôle et qui nous anéantira. Pourtant, les innovations en IA de la vie quotidienne ont beau ne pas être des machines meurtrières, elles ne sont pas anodines pour autant.

Linkedln a fait scandale récemment en vue de biais dans son algorithme de “job-matching”. Cette machine a relancé la discussion de l'utilisation “éthique” des algorithmes. À travers cet exemple mais aussi d’autres types d’algorithmes, nous pourrons comprendre mieux ce qui rend réellement l’IA contraire à l’éthique. Pour comprendre d’où nous viennent les IA que nous connaissons tous et toutes bien aujourd’hui, commençons tout d’abord par déterminer précisément ce qu’est une IA ainsi que son rôle.

Retour sur les origines de l’IA. IA est l’acronyme du terme « Intelligence Artificielle », qui désigne la capacité d’une machine à calquer la logique humaine et à « mettre en œuvre un certain nombre de techniques visant à permettre aux machines d'imiter une forme d'intelligence réelle » d’après Futura sciences.

Si l’idée que l’IA puise ses origines du 18e siècle semble contre-intuitive, elle n’en est pourtant pas moins vraie. En effet, le terme n’était pas encore utilisé, mais quelques philosophes dont Gottfried Wilhelm Leibniz imaginent alors la réflexion humaine comme des opérations de symboles, sans pour autant vouloir la transcrire dans une machine. Ce n’est que dans les années 1950 que l’idée de l’IA naît par Alan Turing, et en 1956 qu’elle est ainsi nommée par John McCarthy.

En quelle sens cette révolution informatique diffère-t-elle des autres machines ?

Lorsque nous parlons de machines, nous désignons la plupart du temps des robots, dont la seule tâche est d’accomplir un ordre donné à travers un algorithme et des données. L’IA en revanche ne fonctionne pas exactement de la même façon : elle imite l’intelligence humaine et de la même façon cherche à créer des modèles et à trouver des liens entre les données, bien sûr aussi sur la base d’algorithmes et de données. L’IA représente donc à priori un grand avantage pour l’humanité. C’est une intelligence presque humaine, dépourvue de toute motivation : pas de sentiments, pas de croyances, pas d’opinions et encore moins de préjugés. A l’origine, elle ne peut donc vouloir d’elle-même aucun mal ou bien particulier à qui que ce soit. Malgré cela, nous verrons que l’IA fait face à de majeurs problèmes éthiques. 

Des IAs contraires à l’éthique. Plus précisément, l’IA est devenue inévitable dans la vie de tous les jours. Néanmoins, sa présence dans certains domaines semble poser des problèmes moraux. Des nouvelles lois ont été mises en place notamment aux États-Unis (« The Algorithmic Accountability Act of 2022 ») pour résoudre la situation. Cette loi permet aux candidats en vue d’une demande de connaître comment l’IA utilisée à l’embauche traite ses données. À la suite du scandale en 2018 de l’algorithme d’embauche d’Amazon, une telle réglementation était nécessaire. En effet, la multinationale utilisait un algorithme sexiste qui privilégiait les hommes dans ses analyses. L’algorithme n’étant pas réparable, son utilisation a pris fin la même année. Cependant, la multinationale n’a pas reçu de répercussion car l’algorithme n’avait pas un rôle décisionnel mais de conseiller dans l’embauche.

Les dégâts touchent malheureusement de même le domaine médical. Aux États-Unis, des algorithmes utilisent la « race » et l’ethnicité d’un(e) patient(e) pour déterminer la réussite potentielle d’un événement médical. C’est le cas du VBAC (Vaginal Birth After Ceserian), un algorithme qui calcule la réussite de l’accouchement par voie vaginale après une césarienne. Ainsi, l’algorithme renvoie des chances de réussite moindre pour les patients de couleur. Utilisé depuis 2007, il a maintenant été remplacé par un nouvel algorithme sans distinction d'ethnicité.

L’IA, un monde sans limites ? L’intelligence artificielle ne cesse d’envahir notre quotidien, que ce soit au travail, dans les transports, ou à la maison. Certains scientifiques, dont Stephen Hawking, craignent que l’IA puisse un jour renverser la société humaine comme dans les pires scènes hollywoodiennes.

C’est l’une des raisons qui poussent les gouvernements à réglementer ce secteur de façon qu’il évolue dans l’éthique et la sécurité. En avril 2021, la Commission Européenne a jugé nécessaire que l’IA soit soumise au même environnement juridique dans tous les États membres de l’Union Européenne, permettant ainsi plus de protection pour les citoyens. Cependant nous sommes très loin du scénario que nous vend la science-fiction. Le seul risque qui puisse nous inquiéter est la manière dont l’homme l’utilise. L’intelligence artificielle est dangereuse pour l’Homme seulement si elle tombe entre les mains d’une personne malveillante. 

Finalement, l’aspect éthique des IA dépend intrinsèquement de l’utilisation que nous en faisons. Les biais sociétaux ne sont parfois presque que simplement traduits dans les algorithmes en fin de compte. Plusieurs personnalités ont d’ores et déjà lancé un avertissement sur les IAs. D’après Stephen Hawking et Elon Musk, il est capital de passer des réformes et des réglementations afin de permettre à l’IA de se développer de manière éthique et en cohésion avec le bien-être humain.

Blog écrit par : Alexandre TAUFFLIEB, Hafsa LECLERC, Ibtissem KEDIM.  


Sources

Définition | Intelligence artificielle - IA | Futura Tech (futura-sciences.com)

La naissance d'une science : les origines de l'intelligence artificielle – [1/2] (journaldunet.com)

Finding it hard to get a new job? Robot recruiters might be to blame | Work & careers | The Guardian

Intelligence Artificielle : Quelles limites ? (datascientest.com)

https://healthlaw.org/race-based-prediction-in-pregnancy-algorithm-is-damaging-to-maternal-health/

https://www.technologyreview.com/2021/06/23/1026825/linkedin-ai-bias-ziprecruiter-monster-artificial-intelligence/