Des lycéens du Kansas, de Floride et du Texas apprendront à concevoir des applications d’IA et à construire de la microélectronique, dans le but de renforcer l’expertise technologique américaine.
Les élèves des lycées publics du Kansas et de deux autres États auront bientôt l’occasion de se plonger dans le domaine en pleine évolution de l’intelligence artificielle. Un nouveau programme, rendu possible grâce à une subvention de 1.4 million de dollars de la National Science Foundation, vise à former les élèves au codage et au développement de la microélectronique indispensable à l’IA. Cette initiative s’inscrit dans le cadre d’un effort plus vaste visant à maintenir l’avantage concurrentiel des États-Unis dans la fabrication de micropuces et le développement de logiciels d’IA.
Des chercheurs de l'Université du Kansas, de l'Université de Floride et de l'Université du Nord du Texas collaboreront avec des lycées locaux pour impliquer environ 500 étudiants et 25 enseignants dans des projets pratiques. Ces projets sont conçus pour susciter l'intérêt pour les carrières technologiques.
Tamzidul Hoque, professeur adjoint de génie électrique et d'informatique à l'Université du Kansas, dirige les recherches de l'université. Son équipe de Lawrence travaillera en partenariat avec le lycée Shawnee Mission West d'Overland Park, où le professeur d'informatique Mark Lange mettra en œuvre ce programme de pointe.
Un élément clé de la formation implique que les étudiants exécutent leur code sur des appareils Tiny Machine Learning (TinyML) — du matériel à faible consommation permettant le traitement de l'IA directement sur l'appareil plutôt que de s'appuyer sur des serveurs cloud.
« Il s’agira d’un petit appareil effectuant des tâches d’IA du côté de l’utilisateur sans se connecter au cloud », a déclaré Hoque dans un communiqué de presse. « TinyML est une application qui permet de convertir un grand modèle d’IA en un modèle plus petit pouvant s’exécuter sur un petit appareil. »
Ces applications d’IA sur ce que l’on appelle des « appareils périphériques » sont révolutionnaires car elles ne dépendent pas de centres de données centralisés.
« Nous voulons montrer aux étudiants la vaste gamme d’applications d’IA de pointe disponibles », a ajouté Hoque. « En travaillant avec l’IA de pointe, ils apprendront non seulement l’IA, mais aussi la microélectronique, car elle implique du matériel de bas niveau. Notre programme aborde ces deux domaines importants : la microélectronique et l’IA. »
Le projet est d'autant plus intéressant qu'il met l'accent sur des solutions rentables, notamment pour les écoles dont le budget est limité. Les chercheurs conçoivent une plateforme matérielle qui comprend des microprocesseurs, divers capteurs et composants de communication pour garantir un prix abordable.
« Nous allons collaborer avec l'Université de Floride pour développer la plateforme, l'un des principaux défis étant la rentabilité », a ajouté Hoque. « Notre objectif est de créer un appareil coûtant moins de 45 dollars, équipé d'au moins 10 capteurs différents, ce qui le rendrait accessible même aux lycées aux ressources limitées. »
Un autre élément crucial est l’aspect altruiste des projets. Les étudiants travailleront sur des applications centrées sur la communauté, telles que des solutions d’IA pour la détection des incendies et le soutien agricole. Cette approche vise à montrer comment l’ingénierie peut profiter à la société et motiver les étudiants au-delà de la promesse de salaires lucratifs.
« Lorsque nous essayons de motiver les étudiants à se lancer dans l’ingénierie, nous mettons souvent en avant les salaires élevés ou les aspects lucratifs des emplois, mais l’ingénierie ne se résume pas à ces aspects, et de nombreux étudiants ne se sentent pas motivés uniquement par ces aspects », a ajouté Hoque. « L’intégration du concept d’altruisme – la façon dont l’ingénierie peut aider leur communauté – peut être un facteur de motivation plus fort. »
Malgré les projets axés sur la communauté, le programme vise à préparer les étudiants à des emplois bien rémunérés dans l'IA et la microélectronique. Les collaborations avec des partenaires du secteur de l'IA garantissent que le programme répond aux besoins de la main-d'œuvre, améliorant ainsi les perspectives d'emploi des étudiants.
« Notre objectif est de veiller à ce que le programme que nous élaborons soit bien adapté à l’industrie », a ajouté Hoque. « Nous disposons d’un comité consultatif composé de membres de l’industrie qui nous donnent leur avis sur la pertinence des sujets que nous avons choisis pour le domaine et sur la capacité des étudiants à acquérir ces compétences techniques à décrocher un emploi à long terme. »
Pour faciliter cette formation adaptée à l’industrie, les chercheurs organiseront des conférences où les enseignants du secondaire et les partenaires de l’industrie pourront échanger des idées sur le développement des programmes et les méthodes d’enseignement.
Cette initiative s’appuie sur la loi CHIPS and Science Act, adoptée par le Congrès en 2022, qui vise à soutenir la production nationale de semi-conducteurs et à renforcer la sécurité nationale. La loi s’attaque aux vulnérabilités révélées pendant la pandémie de COVID-19 en favorisant la fabrication nationale de microélectronique essentielle à la mission.
« Après la pandémie de COVID-19, nous avons pris conscience de notre dépendance vis-à-vis des chaînes d’approvisionnement extérieures, ce qui a incité le gouvernement à offrir des incitations importantes pour développer des installations de fabrication nationales », a ajouté Hoque. « Ce problème a des répercussions non seulement sur les consommateurs, mais aussi sur la sécurité nationale, car la microélectronique utilisée dans les systèmes critiques doit être développée dans des installations sécurisées, sans possibilité de modifications malveillantes ou de menaces pour la sécurité. Pour des raisons de sécurité nationale, il est essentiel de disposer des capacités nationales pour concevoir et fabriquer nos propres micropuces. Mais il ne suffit pas de développer ces installations : nous avons également besoin de personnes pour y travailler. Des programmes comme celui-ci motiveront les étudiants à explorer le matériel informatique et à poursuivre une carrière dans la microélectronique. »
Source: L'Université du Kansas