La propriété intellectuelle au service des universités et des entreprises : itinéraire d’un jeune scientifique

Nom:Jinha Lee
Pays / Territoire:États-Unis d'Amérique, République de Corée
Droit(s) de P.I.:Brevets
Date de publication:30 août 2013
Dernière mise à jour:22 janvier 2015

Jinha Lee, ROK/USA

La manière dont les hommes interagissent avec le monde physique évolue depuis des temps immémoriaux. Avec l’avènement des ordinateurs en deux dimensions (2D) au milieu du XXe siècle, cette interaction est entrée dans un espace virtuel. Il existe toutefois un fossé entre le monde en 2D des ordinateurs et l’espace intuitif en 3D habité par les hommes et les autres êtres vivants.

Les scientifiques du monde entier, y compris le chercheur et chef d’entreprise d’origine coréenne Jinha Lee, mettent au point des idées, des méthodes et des produits nouveaux qui comblent ce fossé. Parmi les créations de M. Lee figurent une bille en sustentation magnétique qui peut être manipulée avec la main, ainsi qu’un ordinateur de bureau transparent en 3D.

Par ailleurs, en 2012, le scientifique a cofondé une entreprise, Eone Timepieces Inc. (Eone), établie à Boston, Massachusetts (États-Unis d’Amérique). Grâce à elle, M. Lee a pu mettre au point certaines de ses idées, comme une montre tactile destinée aux déficients visuels.

ZeroN flotte dans l’espace au-dessus d’une plate-forme de travail (Photo : MIT)

Dès 2013, non seulement M. Lee avait inventé et créé des dessins et modèles et des produits ayant repoussé les frontières de l’interaction entre l’homme et l’ordinateur, mais il avait également reçu de nombreux prix. Dans le même temps, ce scientifique à l’esprit d’entreprise avait jeté des bases lui assurant un avenir commercial et universitaire radieux.

Invention

L’une des premières inventions de M. Lee, une bille en sustentation magnétique appelée ZeroN, est le résultat de plusieurs tentatives visant à relever un défi de longue date pour les ingénieurs : permettre les interactions en 3D entre les atomes (réalité physique incluant les êtres vivants et les objets) et les bits (unité d’information de base en informatique).

On a assisté pendant des décennies à la création d’appareils mécaniques et informatiques qui permettaient la saisie de données restreintes en 2D, par exemple du texte. Des progrès ont été réalisés avec la mise au point d’ordinateurs de bureau offrant la possibilité d’afficher des images sur un écran et de les manipuler de manière dynamique (en les déplaçant à l’aide d’un clavier ou d’une souris) grâce à des interfaces graphiques.

L’avènement de l’informatique en 3D, qui permet aux utilisateurs de manipuler des créations informatiques virtuelles comme s’il s’agissait d’objets réels, a représenté un grand pas en avant. Ces progrès n’ont toutefois pas permis de combler totalement le fossé entre l’utilisateur et l’ordinateur car ceux-ci utilisaient essentiellement des données en 2D.

Même muni d’un casque de réalité virtuelle en 3D ou de gants contrôlés par ordinateur, l’utilisateur était toujours relié à l’ordinateur ou à une source d’alimentation par un câble électrique ou optique.

La résolution du problème de la connexion par câble et de la saisie de données en 2D et la création d’un monde en 3D dans lequel les utilisateurs peuvent manipuler directement et librement des objets matériels avec les mains ou par l’intermédiaire d’instructions informatiques ont marqué l’avènement d’une nouvelle ère dans le domaine de l’interaction entre les hommes (ou les atomes) et les ordinateurs (ou les bits). Il en est du reste résulté un domaine de la recherche totalement nouveau, dénommé haptique ou science du toucher, c’est-à-dire l’étude des technologies de retour de force en réponse au toucher, à la contrainte et aux mouvements de l’utilisateur.

Jinha Lee, scientifique et chef d’entreprise (Photo : Jinha Lee)

Le ZeroN, mis au point en collaboration au sein du Tangible Media Group du Massachusetts Institute of Technology (MIT) (entre 2009 et 2011), qui relève du Media Laboratory de l’université (Media Lab du MIT), est une bille d’acier magnétique de 3,17 cm de diamètre qui flotte au-dessus d’une plate-forme de travail. L’utilisateur peut manipuler directement la bille avec la main.

L’espace électromagnétique contrôlé par ordinateur (dans lequel la force des aimants est modulable pour un meilleur contrôle de la bille d’acier) fait partie d’une boucle de rétroaction comprenant un ensemble de caméras infrarouges (qui détectent et suivent les mouvements de la main de l’utilisateur par rapport à la bille magnétique), assurant une interaction révolutionnaire en 3D du dispositif avec l’homme et l’ordinateur.

Concrètement, le ZeroN fait trois choses en même temps : il permet à un utilisateur de positionner une bille magnétique dans un espace défini du monde réel (un champ magnétique d’un volume de 38 cm par 28 cm par 9 cm), de la déplacer avec la main dans toutes les directions et de la diriger par l’intermédiaire de l’ordinateur. La bille ZeroN semble ainsi défier les lois de la gravité.

L’invention offre en outre plusieurs autres avantages. Lorsque la bille est recouverte d’une coque en plastique, elle peut recevoir en surimpression ou par projection différentes informations (par exemple, une image numérique de la terre), qui peuvent être visualisées ou partagées.

Le ZeroN a plusieurs applications possibles, notamment dans les domaines de l’éducation (on peut modéliser le mouvement de corps tels que les planètes), des divertissements et jeux interactifs (la bille agit comme une source de lumière ou une caméra flottante) et du commerce (pour la création et la commercialisation de produits ou la présentation de maquettes d’architecture en 3D qui peuvent être visualisées sous de multiples angles). Les applications potentielles de l’invention sont infinies.

Avec le ZeroN, la réalité physique devient programmable. Les bits et les atomes qui occupaient des domaines distincts peuvent désormais coexister dans un espace en 3D et ouvrent de nouvelles perspectives en matière d’interaction gestuelle entre l’homme et l’ordinateur.

Comme l’a fait remarquer M. Lee, “il y a quelque chose de fondamental dans les tentatives visant à soustraire la matière physique à la pesanteur tout en la contrôlant. Cette motivation est un rêve commun à tous les hommes depuis des millénaires. J’ai voulu créer un espace nous permettant d’entrevoir cet avenir”.

Recherche-développement et partenariats

Formé au Japon, en République de Corée et aux États-Unis d’Amérique, M. Lee a bénéficié des conseils de divers spécialistes et a eu accès à du matériel de haut niveau dans le secteur de la recherche-développement, notamment au Media Lab du MIT, où il a travaillé sous la direction du professeur Hiroshi Ishii. Non seulement le scientifique a créé le ZeroN, mais il a également, alors qu’il était étudiant diplômé au MIT (2011), travaillé comme chercheur stagiaire au sein du groupe des sciences appliquées de Microsoft Corporation (Microsoft), multinationale spécialisée dans la création de logiciels établie dans l’État de Washington (États-Unis d’Amérique).

Pendant son stage chez Microsoft, M. Lee s’est servi de son expérience au Media Lab du MIT (où il avait travaillé sur la modélisation en 3D et la visualisation scientifique) pour participer à la création de prototypes d’un ordinateur transparent en 3D. Appelé “See Through 3D Desktop”, ce système est équipé d’une interface gestuelle spéciale (SGI), à savoir un écran transparent avec une projection en 3D qui permet aux utilisateurs d’accéder manuellement aux fichiers ou aux icônes de l’ordinateur sans utiliser de souris ni de pavé tactile.

L’ordinateur SGI est équipé d’un clavier traditionnel (depuis 2013) mais il est doté d’un écran transparent derrière lequel a été créé un espace virtuel en 3D, parfois appelé armoire de classement numérique ou système d’affichage volumétrique. Dans cet espace, l’utilisateur peut manipuler avec les mains différents éléments virtuels comme les fichiers, les documents et les icônes du bureau.

“Notre ordinateur de bureau en 3D”, a expliqué M. Lee, “permet à l’utilisateur d’interagir avec un bureau virtuel; des caméras de profondeur détectent les doigts de l’utilisateur et enregistrent la position de sa main de manière qu’il puisse passer relativement facilement d’un environnement en 2D à la 3D et vice-versa. On peut également réorganiser l’affichage des fenêtres avec la main”.

La technologie de transparence mise au point pour le bureau en 3D a de nombreuses applications potentielles, outre sa fonction d’ordinateur de bureau. Les écrans de four à micro-ondes, par exemple, peuvent en être équipés pour afficher des instructions de cuisson. Les portes des congélateurs dans les supermarchés peuvent aussi fournir des informations importantes aux consommateurs, comme le prix ou la valeur nutritionnelle des produits.

Ordinateur de bureau transparent en 3D cocréé par M. Lee (Photo : Microsoft/MIT)

Indépendamment de ses partenariats avec le Media Lab du MIT et Microsoft, M. Lee a développé certaines idées en collaboration avec des collègues d’Eone, dont certains sont membres du réseau de chercheurs du MIT. D’ailleurs, alors qu’il participait à la fondation de l’entreprise, le scientifique s’est servi de sa formation d’ingénieur pour mettre au point les premiers prototypes d’Eone, notamment une montre appelée la Bradley, qui peut être utilisée par les déficients visuels.

Portant le prénom de Bradley Snyder, un ancien militaire et sportif olympique américain qui a perdu la vue, la Bradley est équipée d’un roulement à bille sur le bord extérieur; enchâssée dans un rail sur toute la circonférence de la montre, la bille représente l’“aiguille” des minutes. Une autre bille, placée dans un cercle intérieur sur la face avant de la montre figure l’“aiguille” des heures.

Les déficients visuels et les autres utilisateurs peuvent lire l’heure d’après la position relative des billes (la bille extérieure se déplace plus rapidement que la bille intérieure) : en repérant la position des billes avec le bout des doigts pour les premiers et avec les yeux pour les seconds.

En 2012, les essais de recherche-développement et de validation menés auprès d’un certain nombre de déficients visuels et de voyants ont montré que la Bradley était une solution compétitive par rapport aux produits concurrents, notamment les montres analogiques traditionnelles et celles qui donnent l’heure aux utilisateurs (déficients visuels) par un message vocal automatique.

Un client potentiel qui est déficient visuel a déclaré : “je trouve que les montres parlantes empiètent trop sur la vie privée; quant aux montres analogiques, elles ne sont pas toujours pratiques car il faut ouvrir le boîtier pour toucher les aiguilles…. ”. Contrairement aux montres parlantes ou analogiques, la Bradley permet aux déficients visuels et autres utilisateurs de lire l’heure discrètement.

Dès 2013, cette montre potentiellement révolutionnaire (dotée d’une face avant en titane avec une finition mate et d’un bracelet disponible en quatre couleurs et trois matériaux, à savoir cuir, tissu et métal tressé) était prête à être commercialisée, via des précommandes en ligne sur le site Web d’Eone.

La même année, les fonctions de M. Lee dans l’entreprise ont évolué et il est passé d’ingénieur produit à consultant. Il a en outre pris un congé sabbatique auprès du MIT pour travailler comme chercheur à la Division des dispositifs de visualisation de Samsung Electronics (Samsung), multinationale établie à Séoul (République de Corée).

Gestion des marques et commercialisation

Pour promouvoir ses idées et s’ouvrir des débouchés commerciaux, M. Lee a utilisé les voies universitaires traditionnelles (publications scientifiques et conférences) et participé à des manifestations commerciales et promotionnelles organisées par les milieux professionnels.

Les utilisateurs de la Bradley, déficients visuels ou non, peuvent lire l’heure grâce au toucher (Photo : Flickr/Guian Bolisay)

Le scientifique a ainsi coprésenté un exposé sur le système ZeroN lors du vingt-cinquième Colloque annuel sur la technologie des interfaces utilisateurs (2011) organisé par l’Association for Computing Machinery établie à New York (États-Unis d’Amérique), qui réunit les professionnels du secteur.

Lors de la conférence intitulée “Future of Touch and Interactivity” (2012), qui rassemblait des experts du secteur, M. Lee a été le seul étudiant invité à présenter un exposé (sur les débouchés pour les dispositifs de visualisation interactifs et les technologies de télédétection).

Outre la collaboration avec ses pairs et les représentants de l’industrie, M. Lee a également utilisé les médias internationaux pour présenter ses dessins et modèles et ses idées. À cet effet, il a notamment été interrogé (en particulier pour le dispositif ZeroN et l’ordinateur à écran transparent) sur des médias connus tels que Cable News Network, la British Broadcasting Corporation et Engadget, blog renommé spécialisé dans les technologies.

De plus, pour la commercialisation de la Bradley, M. Lee et ses collègues d’Eone ont reçu les conseils de représentants du secteur et ont pu accéder aux investisseurs par le biais d’organisations telles que MassChallenge Inc. (MC), pépinière d’entreprises établie à Boston, Massachusetts (États-Unis d’Amérique).

L’équipe d’Eone a fait partie du groupe restreint des 89 MC Finalists (vitrine de nouvelles entreprises de haute technologie mise en place en 2012) et a pu, à ce titre, rencontrer d’autres créateurs d’entreprises ainsi que des investisseurs potentiels, notamment Fidelity Management and Research LLC (organisation multinationale des services financiers établie aux États-Unis d’Amérique), et échanger des idées avec eux.

Outre les sources de financement traditionnelles, l’entreprise a obtenu des fonds via des mécanismes de financement participatif tels que Kickstarter, une entreprise américaine qui propose des services de financement participatif pour aider les chefs d’entreprise en quête de capitaux pour des projets spécifiques.

S’appuyant sur des produits et des marques en cours de développement ou prêts pour la production et une réputation de créateur de plus en plus solidement établie, le jeune scientifique avait pris dès 2013 des mesures concrètes pour assurer son avenir universitaire et financier.

Brevets

M. Lee est pleinement conscient des avantages qui peuvent découler de la protection des inventions, des marques et des produits, comme le fait d’attirer les investisseurs et d’ouvrir des possibilités de développement. Le scientifique et ses collègues et associés ont utilisé le système de propriété intellectuelle à cette fin.

En 2010, M. Lee et ses collègues du Media Lab du MIT ont déposé auprès de l’Office des brevets et des marques des États-Unis d’Amérique (USPTO) une demande de brevet en bonne et due forme concernant un périphérique rétractable de saisie directe de données en 3D.

Le créateur et ses coïnventeurs ont en outre déposé une demande de brevet pour un “écran à cristaux liquides et le procédé de commande associé” (2007 et 2012), également auprès de l’USPTO.

De plus, le scientifique et ses coïnventeurs du Media Lab du MIT et de Microsoft ont déposé des demandes de brevet provisoire concernant un “système interactif de sustentation magnétique en 3D pour une interaction réelle dans l’espace” (2012), auprès de l’USPTO. La même année, ils ont déposé une demande de brevet pour un “écran transparent”, toujours auprès de l’USPTO.

Demande de brevet pour un dispositif rétractable d’entrée de données (Image: USPTO #8,648,802)

Par ailleurs, le scientifique et son superviseur du MIT, M. Ishii, ont déposé une demande de brevet pour un dispositif rétractable d’entrée de données (2013) auprès de l’USPTO et le brevet a été accordé en février 2014. Disposant d’un éventail d’actifs de propriété intellectuelle protégés à travers le monde, M. Lee et ses collègues ont jeté les bases d’une collaboration fructueuse.

Résultats commerciaux

De la République de Corée aux États-Unis d’Amérique en passant par le Japon, les recherches, les inventions, les idées et les produits novateurs de Jinha Lee se sont fait remarquer dans le monde de l’informatique, du design et de l’ingénierie. Ainsi, non seulement le scientifique créateur d’entreprise rencontre le succès sur le plan financier tout en s’assurant un avenir radieux, mais il a également reçu de nombreux prix ainsi que la reconnaissance de ses pairs.

Les créations de M. Lee ont fait partie des 100 innovations majeures (2010) sélectionnées par NetExplorateur, une organisation qui suit les technologies numériques de pointe dans le monde. L’année suivante, le jeune chef d’entreprise a reçu de Samsung une bourse pour cinq ans, d’un montant de 250 000 dollars É.-U., pour l’obtention d’un doctorat de philosophie en République de Corée.

De plus, non seulement M. Lee a mis à profit son congé sabbatique pour travailler chez Samsung mais il a été élu stagiaire TED (2012/2013) dans le cadre d’un programme qui réunit de jeunes créateurs d’entreprise du monde entier. Supervisés par Technology, Entertainment and Design (plus connue sous le nom de TED), organisation à but non lucratif établie en Amérique du Nord, les stagiaires ont la possibilité d’accéder à un vaste réseau de responsables de l’élaboration des politiques et de spécialistes du secteur.

Avec des actifs de propriété intellectuelle protégés, une entreprise cofondée (en 2013, Eone avait obtenu environ 500 000 dollars É.-U. auprès de plus de 3000 investisseurs participatifs), un portefeuille croissant de marques et de produits et un avenir universitaire totalement financé, M. Lee a préparé le terrain d’une fusion potentiellement fructueuse de ses intérêts universitaires et commerciaux.

La prochaine génération

L’ascension de Jinha Lee dans le milieu universitaire et le monde des entreprises souligne combien il importe de faire le lien, par le biais du système de propriété intellectuelle, entre les idées qui surgissent dans le laboratoire et les opportunités qui se présentent dans le monde des affaires. De cette manière, le scientifique devenu chef d’entreprise a contribué à faire progresser un nouveau domaine de la science, assuré son avenir et inspiré une nouvelle génération de pionniers de la recherche et des affaires.

Cette étude de cas se fonde sur des informations provenant de: