L’observation de la Terre et la physique des particules ont plus de points communs qu’on ne le pense. Dans les deux cas, qu’il s’agisse de capturer de fugaces collisions de particules ou de détecter les traces passagères de plastique dans les océans, il est essentiel de pouvoir analyser les données rapidement et avec précision.
Le Jour de la Terre, célébré le 22 avril, est l’occasion de réfléchir à l’importance de réduire l’utilisation du plastique, dans l’intérêt de la société et de l’ensemble de la vie sur notre planète. Dans ce contexte, le CERN est heureux de présenter un nouveau projet de l’Union européenne, Edge SpAIce. Il s’appuie sur la technologie de pointe du CERN en matière d’intelligence artificielle, pour surveiller les écosystèmes terrestres depuis l’espace afin de détecter et de suivre la pollution plastique des océans.
« En physique des particules, le système de déclenchement joue un rôle essentiel : il détermine rapidement quelles données récoltées par les détecteurs de particules doivent être conservées, étant donné que seule une petite fraction des 40 millions d’instantanés de collisions pris chaque seconde peut être enregistrée. Au fil des années, le volume des données collectées au Grand collisionneur de hadrons (LHC) a nettement augmenté, ce qui conduit les scientifiques et les informaticiens à innover sans cesse pour améliorer ce processus de sélection : c’est là que l’intelligence artificielle entre en jeu », explique Sioni Summers, physicien auprès de l’expérience CMS au LHC du CERN et chargé de ce projet.
Edge SpAIce est le fruit d’une collaboration entre le CERN, EnduroSat (Bulgarie) et l’Université polytechnique nationale d’Athènes (Grèce)sous la coordination d’AGENIUM Space. Cette collaboration vise à développer un système embarqué spécialement conçu pour les satellites, qui permettra d’obtenir et de traiter des images de haute résolution à l’aide d’un réseau neuronal profond. Ce système sera basé sur l’intelligence artificielle embarquée (« edge AI »), une technologie qui permet de traiter les données en temps quasi réel au niveau du satellite, reproduisant la méthode efficace de filtrage des données du LHC employée par les détecteurs de particules du CERN. Ainsi n’est-il pas nécessaire de transférer sur Terre toutes les données collectées, mais uniquement les informations pertinentes, dans le cas présent, la présence de déchets plastiques dans les océans. Ce système sera également déployé sur du matériel FPGA développé en Europe, ce qui le rendra plus compétitif. Ce projet pourrait ouvrir un tout nouveau marché pour les services et les applications d’observation de la Terre.
La vie moderne reposant de plus en plus sur la technologie, ce projet offre une solution pour répondre adéquatement à la demande croissante en matière de traitement des données et au développement rapide des satellites d’observation de la Terre. Supprimer la nécessité d’un traitement lourd des données dans des centres basés sur Terre devrait réduire l’empreinte carbone associée et alléger la charge de travail pesant sur ces installations. Cette approche innovante pourrait trouver une application plus large dans des domaines tels que l’agriculture, la plannification urbaine, l’aide humanitaire et le changement climatique. De plus, elle fournira aux spécialistes de l’environnement et aux décideurs politiques des informations précieuses pour des opérations de nettoyage ciblées. Cela nous permettra de mieux comprendre les schémas de pollution plastique et, partant, de répondre plus efficacement aux défis environnementaux.
« L’entreprise AGENIUM Space est ravie d’avoir trouvé des synergies avec le CERN en développant des solutions innovantes pour l’avenir de notre planète », se réjouit Andis Dembovskis, directeur du développement auprès d’AGENIUM Space.
Le projet Edge SpAIce illustre comment la pensée créative développée par des partenaires issus de divers domaines peut déboucher sur un projet collaboratif de transfert de connaissances qui aborde des défis sociétaux majeurs. Pour découvrir l’impact positif des autres projets de transfert de connaissances et d’innovation du CERN sur l’environnement, rendez-vous sur https://kt.cern/environment.