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#Voyages et aventures
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Comment le Mayflower est devenu le premier navire autonome à traverser l'océan Atlantique
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Le Mayflower, un navire robotisé qui a mis sept ans à se construire, a réussi à débarquer au Canada après avoir effectué un voyage transatlantique grâce à ses propres capacités intellectuelles et repoussé les limites de l'intelligence artificielle dans la recherche marine.
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Quelque 400 ans après la traversée de l'océan Atlantique par le Mayflower, son descendant robotique sans équipage a effectué la première traversée transatlantique par ses propres moyens.
Après sept ans de planification et 40 jours en mer, le navire autonome Mayflower (MAS400) est finalement arrivé à Halifax, en Nouvelle-Écosse, le 5 juin, après un voyage de 3 500 milles depuis Plymouth, au Royaume-Uni. Plus tard dans le mois, il se rendra à Plymouth, dans le Massachusetts, où le premier Mayflower a débarqué en 1620, avant d'arriver à Washington en juillet.
"Je suis à la fois soulagé et ravi qu'il soit à Halifax. Ce n'est pas le port que nous avions prévu, mais "n'importe quel port dans une tempête", comme le dit le proverbe", déclare Brett Phaneuf, directeur général de MAS400, qui est également président du Submergence Group, une entreprise britannique qui conçoit et fabrique des submersibles habités et non habités. "Le voyage qu'elle a traversé était ardu et nous a beaucoup appris sur la conception, la construction et l'exploitation de navires de cette nature et sur l'avenir de l'entreprise maritime, rendu supportable par l'équipe fantastique qui s'est réunie pour réaliser cet objectif."
L'entreprise, dont le coût n'a pas été révélé, est le fruit d'une collaboration entre ProMare, l'organisme de recherche océanographique à but non lucratif que M. Phaneuf a cofondé en 2001, et IBM Research. Il s'agit d'une équipe multiculturelle qui traverse dix pays, trois continents et quatre douzaines de partenaires commerciaux et universitaires. Le navire de 10 000 livres et de 50 x 20 pieds fait progresser les missions automatisées, télécommandées et préprogrammées établies en prenant des décisions en temps réel en mer sans intervention humaine (bien que les humains puissent passer outre en cas d'urgence). Le bateau évite les dangers, évalue les performances du véhicule, redéfinit les itinéraires et fait face à d'autres situations inédites par ses propres moyens.
En plus de réaliser cet exploit qui semblait autrefois impossible, le Mayflower a également mené toute une série d'études environnementales dans des régions reculées de l'océan. Ses découvertes aideront les scientifiques à évaluer l'impact du réchauffement climatique et de la pollution sur la vie marine, comme l'acidification de l'eau, les microplastiques et la conservation des mammifères. Son succès pourrait ouvrir la voie à des flottes flexibles et rentables, à faible empreinte carbone, qui collecteraient des données sur les océans, tandis que son logiciel pourrait être appliqué à des navires habités afin de réduire les risques et les erreurs humaines. Indirectement, les résultats du MAS pourraient contribuer au développement de systèmes d'IA autonomes et d'intelligence augmentée pour les humains dans d'autres secteurs tels que le transport maritime, le pétrole et le gaz, les télécommunications, la sécurité et la défense, la finance et l'aquaculture.
Alors que le Mayflower s'est attaqué à l'océan Atlantique, un certain nombre d'expériences autonomes à long terme impliquant des navires de recherche, commerciaux et militaires ont récemment réussi dans le Pacifique. Parmi eux, le Sea Hunter de Leidos a effectué un voyage aller-retour de 5000 miles entre San Diego et Hawaï en 2019 dans le cadre d'un projet de l'US Navy ; le navire de recherche Saildrone Surveyor a terminé l'année dernière un voyage de 2250 miles de San Francisco à Hawaï ; et la semaine dernière encore, le navire marchand de Hyundai Heavy Industries, Prism Courage, a réalisé un voyage de 6200 miles des États-Unis à la Corée du Sud en utilisant la navigation autonome pour la moitié de son voyage.
"L'océan est sans pitié, ce qui explique en partie pourquoi nous voulons passer à des systèmes d'IA", déclare Phaneuf. "Nous voulons envoyer ces engins pendant de très longues périodes vers des parties disparates de l'océan, sans avoir à nous inquiéter si quelqu'un se blesse, s'ennuie, se fatigue, se perd, ou si le navire coule." Un vaisseau habité équipé de la même manière pourrait nécessiter quatre fois plus d'espace, "principalement pour le matériel nécessaire au maintien en vie des humains, qui consomme beaucoup d'énergie."
UNE LANGUE ÉLECTRIQUE ET DES BALEINES QUI PARLENT
Le principal défi de la conception du Mayflower a été de configurer la technologie pour fournir les données autonomes continues nécessaires pour que le navire puisse réagir immédiatement. "Il est chargé pour l'ours", dit Phaneuf en riant, en faisant allusion à la suite d'instruments. Le Mayflower est équipé de six caméras à intelligence artificielle et de plus de 30 capteurs couvrant trois stations météorologiques, une technologie pour les expériences scientifiques et un système de visualisation pour reconnaître les obstacles tels que les paddleboarders, les autres navires et les icebergs. Il s'agit d'un radar, d'un sonar, d'un LIDAR, d'un GPS d'une précision de l'ordre du centimètre, de caméras diurnes et nocturnes stabilisées à 360 degrés, d'imageurs thermiques et de jauges de mouvement, de carburant, de vent, de hauteur et de forme des vagues et de chimie aquatique. Ces informations alimentent l'AI Captain, qui utilise le logiciel décisionnel Operational Decision Manager d'IBM pour guider la navigation et l'analyse, ce qui équivaut à une grande expérience d'apprentissage automatique.
"Comment le système fait-il face aux nouvelles données ?" Dit Phaneuf. "Et ensuite, s'il réussit ou non, fait-il face à ces situations ? Peut-il apprendre ?"
L'un des instruments les plus novateurs, Hypertaste, est une sorte de "langue électronique" qui recueille des informations chimiques, biologiques et environnementales sur l'ADN. Cet outil - qu'IBM a adapté de l'industrie alimentaire et des boissons - a analysé de manière autonome la qualité de l'eau tout au long du parcours pour déterminer comment les changements d'environnement affectaient la croissance du plancton, des plantes microscopiques qui constituent la base de l'alimentation marine. Hypertaste a mesuré le pH et les concentrations de fer pour évaluer les nutriments, la salinité et les compositions chimiques.
"Cette mission a permis de montrer ce qu'il est possible de faire dans des endroits difficiles d'accès", explique Rosie Lickorish, chercheuse principale d'IBM basée au Royaume-Uni, qui a participé à la conception d'Hypertaste. "On ne sait pas grand-chose de l'intérieur de l'océan. Certaines de ces zones sont très difficiles d'accès avec les croisières de recherche traditionnelles."
Le navire comprend également un microscope holographique permettant de compter et d'imager les particules dans l'eau, afin de détecter les microplastiques et le plancton. Un hydrophone capte et enregistre les sons des baleines et des dauphins pour évaluer la répartition de leurs populations. "Ils sont très difficiles à étudier dans le meilleur des cas", ajoute Lickorish. "Il faut de très bons mécanismes pour pouvoir détecter et identifier les vocalisations"
"TENIR MA BIÈRE"
La genèse du MAS400 s'est produite en 2016 lorsque Phaneuf a assisté à une réunion de technologues partageant les mêmes idées pour discuter des moyens de reconnaître le 400e anniversaire du voyage du Mayflower de 1620. Peu impressionné par le simple fait de retracer l'itinéraire dans une réplique du navire - un exploit qui, selon lui, avait déjà été réalisé en 1954 -, Phaneuf a suggéré une approche plus futuriste avec une version autonome.
"Les gens ont simplement levé les yeux au ciel", raconte-t-il. Cette réaction n'a fait que renforcer sa détermination à aller jusqu'au bout. c'était un peu le genre "tiens ma bière"."
M. Phaneuf a engagé un architecte de la marine pour élaborer des rendus conceptuels, a rassemblé quelques personnes intéressées et a fait un peu de crowdfunding, mais le projet avançait toujours à un rythme glacial. "Je pense qu'une grande partie du problème venait du fait que les gens étaient incrédules et se disaient que ce n'était pas possible. "Pour être honnête, nous n'étions pas sûrs que cela puisse être fait"
L'ange gardien du Mayflower s'est présenté sous la forme du stratège d'IBM Systems, Eric Aquaronne, un ingénieur basé en France qui a participé avec enthousiasme dès le début et qui a joué un rôle crucial dans l'obtention de la signature d'IBM en tant que partenaire technique en 2020. Il a également fait appel à des collègues du monde entier pour l'aider à développer des modèles de traitement des données plus robustes et à réutiliser les logiciels IBM pour ce projet.
Mais le chemin de l'innovation n'est jamais facile. Le Mayflower a connu un faux départ l'été dernier lorsqu'une pièce de matériel cassée a contraint le navire à reculer de 100 miles dans son voyage, et des problèmes de chaîne d'approvisionnement liés à la pandémie ont ralenti le remplacement de la pièce. Plutôt que de braver la saison des ouragans, l'équipe a attendu neuf mois de plus pour partir. Cette année, elle est partie le 27 avril, avant de s'arrêter au Portugal deux semaines plus tard pour faire le plein et réparer un interrupteur de générateur. Le 30 mai, l'équipe l'a redirigé vers son poste d'amarrage actuel au Canada pour d'autres réparations.
Il s'agit toutefois d'incidents mineurs pour un projet d'une telle complexité. Son succès a encouragé l'équipe à envisager de futurs voyages pour renforcer ses capacités d'apprentissage automatique, utiliser éventuellement des énergies entièrement renouvelables et éventuellement partager des données avec le système de surveillance des sciences de la Terre de la NASA. Entre-temps, IBM commencera à déchiffrer le cerveau du Mayflower dans l'optique d'une intelligence augmentée dans d'autres domaines, comme l'amélioration de la transparence des transactions des services financiers ou la prévention des perturbations de la chaîne d'approvisionnement.
"L'achèvement de ce premier voyage transatlantique signifie que nous pouvons commencer à analyser les données du voyage du navire, examiner les performances du capitaine de l'IA et comprendre pourquoi il a pris les décisions qu'il a prises", explique Rob High, membre de l'IBM Fellow et directeur technique de la division Networking and Edge Computing d'IBM Software.
Cependant, les applications technologiques lointaines de la mission ne doivent pas occulter son aspect communautaire, à savoir l'esprit d'aventure partagé qui découle d'un effort mondial repoussant les limites de l'exploration. À cette fin, alors que M. Phaneuf se tourne vers l'avenir, il garde à l'esprit le passé controversé de son homonyme. Les sensibilités accrues concernant le traitement des tribus indigènes par les colons ont incité MAS400 à s'associer à Mayflower400, un organisme éducatif à but non lucratif qui se consacre à une commémoration plus inclusive de son voyage et de l'héritage controversé de la colonisation.
"Notre inspiration n'est pas le voyage des Pèlerins ou ce qui s'est passé après leur arrivée", dit Phaneuf. "C'est cette idée qu'ils ont regardé l'océan avec ces vieux navires branlants et qu'ils se sont dit : "Allons-y !" Ils se sont lancés dans l'inconnu avec de très faibles chances de survie et ont fait ce saut, quel que soit le résultat. C'est ce qui m'inspire."