Deux nouvelles applications d'IA pour Φsat-2
Le satellite Φsat-2, le CubeSat révolutionnaire de l’ESA dont le lancement est prévu en juin, comprendra désormais deux nouvelles applications propulsées par l’intelligence artificielle (IA) destinées chacune à démontrer un rôle crucial pour l’avenir de la surveillance environnementale depuis l’espace. Les applications, centrées sur la pollution marine et les feux de forêt, sont les gagnantes du Challenge OrbitalAI de l’ESA.
L’IA est déjà reconnue comme un outil essentiel dans l’observation de la Terre, aidant à passer au crible des téraoctets de données satellites pour fournir des informations utiles aux scientifiques, aux décideurs politiques et aux opérateurs commerciaux.
Mais si la majeure partie du traitement de l’information par l’IA est effectuée au sol une fois les données téléchargées, il y a d’importants avantages à intégrer des capacités d’IA sur le satellite.
Le tout petit satellite Φsat-2 réunit une caméra multispectrale et un puissant ordinateur IA qui permet de faire fonctionner les applications embarquées. Cela signifie que plutôt que d’envoyer vers la Terre toutes les données d’imagerie brutes, seules les informations essentielles traitées par l’application seront transmises au sol, ce qui apporte des avantages tangibles en termes d’efficacité de transmission des données et de prise de décision rapide.
Quatre applications avaient déjà été sélectionnées pour la mission et sont en cours de préchargement sur le satellite. Elles effectuent des tâches telles que l’élimination des nuages sur les images prises par la caméra, la génération de cartes routières destinées aux interventions en cas d’urgence, et la détection et la classification des navires.
La course aux applications dans l’espace
Une autre caractéristique impressionnante du satellite Φsat-2, c’est que de nouvelles applications peuvent être téléchargées une fois le satellite en orbite. Suite au Challenge OrbitalAI, deux applications ont été sélectionnées à cet effet pour la mission.
Lancé en février dernier, le Challenge OrbitalAI a été une occasion passionnante pour les scientifiques, les start-ups et les grandes entreprises de soumettre des propositions pour des applications révolutionnaires qui exploitent les nombreuses possibilités du traitement des données en orbite.
Nicolas Longépé, scientifique des données d’observation de la Terre de l’ESA, était le coordinateur du concours, « les participations ont été évaluées en fonction de critères comme le niveau de créativité et d’originalité, la mesure dans laquelle elles résolvent des problèmes sociétaux ou commerciaux et leur contribution à la Science ouverte.
« Dix finalistes ont été sélectionnés, et ces équipes très motivées ont ensuite pu développer et tester leurs solutions avec ESA Φ-lab et Open Cosmos, l’équipementier principal du consortium Φsat-2. Nous avons ensuite eu la difficile tâche de choisir les deux gagnants parmi un vivier d’applications incroyablement innovantes et techniquement performantes. »
Embarquer avec Φsat-2
Les deux applications lauréates adressent des besoins vitaux pour la sauvegarde de l’environnement de la planète.
La première application a été créée par une équipe dirigée par l’Institut de recherche technologique IRT Saint Exupéry en France. Ses algorithmes d’apprentissage automatique scrutent l’imagerie du satellite pour détecter des anomalies dans les écosystèmes marins ; les essais ont montré un succès considérable dans la caractérisation des marées noires, des proliférations d’algues et du transport de sédiments.
Phifire AI est une application de détection des feux de forêt qui fournit rapidement des informations d’alerte précoce aux équipes d’intervention. Créé par Thales Alenia Space en Italie, l’outil fournit un rapport de classification qui identifie non seulement l’incendie lui-même mais également les zones sûres, brûlées et d’eau à proximité. Là encore, les tests sur les données du Système européen d’information sur les feux de forêt (EFFIS) de Copernicus ont démontré que le modèle de l’application était capable de distinguer chacune de ces classes de terrain.
Les deux applications ont également été testées sur du matériel simulant l’environnement de calcul du satellite. « La puissance électrique et l’espace physique nécessaires à l’intégration de composants sont très limités sur un nanosatellite, de sorte que les exigences d’une application embarquée sont très différentes de celles d’un processeur d’IA terrestre », commente Nicola Melega, responsable technique de la mission Φsat-2 de l’ESA.
« Il est remarquable de constater que les deux applications OrbitalAI gagnantes ont trouvé le bon compromis entre l’optimisation des performances et la réduction de la charge de travail informatique, et je m’attends pleinement à ce qu’elles soient performantes en vol.
« En outre, l’un des grands avantages du satellite Φsat-2, c’est que nous pouvons affiner et mettre à jour les logiciels pendant la mission, ce qui signifie que les six applications choisies pourront toutes améliorer leurs capacités au fil du temps. »
Les applications Saint Exupéry et PhiFire AI seront téléchargées sur le satellite Φsat-2 après son lancement, dans le cadre de la phase de recette en vol du satellite au cours de l’été. Chacune devrait être pleinement opérationnelle fin 2024.
