Modulaire

Des chercheurs du Center for Bits and Atoms du Massachusetts Institute of Technology (MIT), en collaboration avec Hack Club, ont mis au point un ensemble d'outils visant à faciliter l'assemblage de systèmes informatiques physiques à l'aide de blocs de construction à usage unique : Modular-Things .

"Nous présentons une collection d'outils pour la construction de systèmes informatiques physiques modulaires plug-and-play que nous appelons Modular-Things", explique l'équipe à propos de son travail. "Nos outils consistent en un ensemble d'appareils intégrés à usage unique, un système de transmission de messages indépendant de la couche de liaison pour la communication entre les appareils et un environnement de programmation basé sur le Web. Les appareils sont dynamiquement découverts et virtualisés en objets logiciels qui peuvent être programmés sur le Web. IDE."

L'idée est simple et très proche de la philosophie UNIX consistant à enchaîner de petits outils à usage unique pour atteindre des objectifs complexes. Plutôt que des logiciels, cependant, les Modular-Things sont du matériel - des gadgets à usage unique plug-and-play allant des moteurs pas à pas et des LED aux boutons, accéléromètres et capteurs tactiles.

Le cadre derrière ces modules plug-and-play est divisé en deux couches. La première est une bibliothèque Arduino, qui découvre les modules et gère la transmission des messages entre eux ; le second est un environnement de développement basé sur le Web qui permet à l'utilisateur de programmer les modules en JavaScript - mais en s'exécutant dans le navigateur de l'utilisateur, plutôt que sur les Modular-Things eux-mêmes. "Plutôt que d'"intégrer" un langage de haut niveau dans le matériel", explique l'équipe, "nous 'élevons' des modules matériels dans un langage de haut niveau".

Pour tester le projet, l'équipe a mis en place un atelier de cinq jours avec 60 étudiants travaillant en équipe pour construire des machines à partir de composants Modular-Things - y compris une machine à dessiner sur sable, un traceur à crêpes, un traceur à stylo et - inhabituellement mais impressionnant — une machine à lancer du papier toilette qui utilisait des bibliothèques de vision par ordinateur pour détecter les visages et les viser automatiquement.

"Certains étudiants ont trouvé l'utilisation de Modular-Things intuitive et ont choisi de le réutiliser pour leurs projets finaux en classe", expliquent les chercheurs. "Nous avons observé que les utilisateurs étaient capables de reproduire facilement le travail des autres en copiant le code, en branchant les modules requis et en renommant les appareils pour correspondre au schéma de dénomination de leurs extraits d'exemple. Les utilisateurs ont fait cela pour recréer rapidement des systèmes de mouvement qui auraient été difficiles à recréer au niveau du micrologiciel."

Le cadre comporte cependant certaines limitations dans sa forme actuelle. Les chercheurs admettent que le recours à l'USB pour la communication entre le matériel et l'environnement de communication et la nécessité pour chaque module d'avoir son propre microcontrôleur augmentent le coût, tandis que le matériel créé à l'aide de Modular-Things est inutile sans un ordinateur de bureau ou portable exécutant le logiciel de développement — problèmes que l'équipe travaille déjà à résoudre.

Les travaux de l'équipe ont été publiés dans les Extended Abstracts de la conférence CHI 2023 sur les facteurs humains dans les systèmes informatiques (CHI EA '23) en libre accès.