Minecraft, un terrain de jeu pour les futurs ingénieurs

Minecraft fait partie de ces jeux vidéo appelés bac à sable, ou plus communément, Sandbox. Le principe de ces derniers est très simple : donner quelques règles de bases et ensuite laisser la plus grande liberté possible aux joueurs. Ainsi, certains se spécialisent dans l’exploration, la construction, la création de musique etc. Le tout est proposé avec une approche très ludique qui ravit les petits comme les plus grands.

En jouant à Minecraft, il est tout à fait possible de se passer de l’aspect ingénierie car ce n’est clairement pas son objectif principal. Il existe malgré tout une partie dans le jeu qui permettra une initiation à la logique algorithmique avec ce qui est appelé dans le jeu : “la redstone”. Cela en fait un parfait dispositif informel de médiation culturel scientifique.

A l’aide de cette petite poudre rouge trouvable en profondeur, il sera possible de créer des machines, d’émettre des signaux, créer des filtres, compter le temps qui défile, effectuer des tests en tout genre et surtout créer des circuits logiques se rapprochant de ce qu’il est possible d’avoir en électronique. Bref, la Redstone est une source d’énergie qui peut être transmise à des appareils ou récepteurs qui produiront des actions en conséquent.

Démonstration du fonctionnement du piston dans Minecraft à l’aide de la redstone

Introduction à la logique algorithmique

En ingénierie, que ce soit en informatique ou en électronique, nous faisons très souvent appel à l’algèbre de Boole. Cette dernière est fondamentale car c’est celle-ci qui permet aux ordinateurs d’effectuer des calculs.

Avec l’arithmétique classique nous sommes habitués aux opérateurs tel que +, -, *, /. Ces derniers sont toujours bel et bien utilisables avec un ordinateur. En revanche si cela est possible c’est grâce à d’autres opérateurs tels quel OU, ET, NON etc… Ces derniers proposent une approche directement traitable par un ordinateur. C’est ce que l’on va appeler du langage machine de bas niveau. C’est une traduction du comportement des signaux électriques permises par des portes logiques.

En effet un opérateur pourra prendre en entrée deux signaux. Ces derniers pourront être de nature électrique dans le cadre d’un processeur mais aussi de redstone dans celui de Minecraft. A la sortie de cet opérateur sortira un signal 1 ou 0, c’est ici que l’on retrouve l’aspect binaire du numérique. Soit il y a un courant, soit il n’y en a pas.

Prenons l’exemple d’un opérateur OU qui prends en entrée un signal A et un autre B. Si le signal A est actif, soit à une valeur 1 et le signal B est inactif, soit une valeur de 0, la sortie de l’opérateur sera de 1. Cela revient à écrire : 1 OU 0 = 1. La sortie de l’opérateur OU sera active si au moins l’un des deux signaux d’entré est active aussi. L’opérateur ET en revanche sera actif uniquement si les deux signaux d’entrés sont actifs.

Pour que cela soit plus clair, il est possible de représenter ceci dans ce qu’on appelle un tableau de Karnaugh comme ceci :

A\B

0

1

0

0

1

1

1

1

Sorties de l’opérateur OU

A\B

0

1

0

0

0

1

0

1

Sorties de l’opérateur ET

En bleu apparait la valeur du signal d’entrée A, en Violet la valeur d’un signal d’entrée B et en rouge, la valeur du signal de sortie

 

Pour en apprendre plus sur cette logique algorythmique,je recommande cette excellente vidéo d’un ex-ingénieur informatique à propos des portes logiques dans Minecraft :

Pour en revenir à Minecraft, cette logique est importante dans la création de circuits logiques. En effet cela sera permis si l’on souhaite activer la récolte de canne à sucre lorsque les stocks de ces derniers sont bas OU qu’une demande forcée du joueur intervient. Bien que non essentiels, l’utilisation de ces opérateurs prend tout son sens si l’on souhaite commencer à automatiser certaines tâches.

Il faut toutefois bien garder en tête que les possibilités permises par la redstone sont bien plus vastes. Certaines personnes sont même allées jusqu’à recréer un processeur capable d’effectuer de nombreux calculs. Cela n’est pas très utile comme utilisation directe, certes, mais pour un objectif pédagogique, Minecraft est une véritable mine d’or. La redstone a le pouvoir d’inspirer toute une génération de futurs ingénieurs.

Camille Geourjon, CNAM 2022


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