L'IA POUR LA PLANETE

IA et nature

À l’évocation des termes “intelligence artificielle”, on a tôt fait de penser aux robots humanoïdes que dépeint la science-fiction. Ou peut-être aux agents conversationnels, comme Siri et Alexa, capables de lancer une playlist, fournir un bulletin météo ou de nous lire notre agenda. Voir même au logiciel AlphaGo, de Google Deepmind, qui a battu à plate couture les meilleurs joueurs de go de la planète lors de parties hautement médiatisées. On songe moins souvent à l’usage de cette technologie pour protéger l’environnement. Les possibilités sont pourtant immenses, comme le montrent les récentes initiatives de Microsoft dans ce domaine. En juillet dernier, l’entreprise informatique a lancé un nouveau programme baptisé AI for Earth, qui vise à mettre l’intelligence artificielle au service de la protection de la planète. Cela implique notamment de faciliter l’usage de la technologie par les chercheurs et organisations environnementales. Quatre domaines sont ciblés : l’eau, l’agriculture, la biodiversité et le changement climatique. 


PROTEGER LA BIODIVERSITE grace aux ALGORiTHMES ?

Mountain moon

PicsArt

Quand l'intelligence artificielle joue les géographes

"Notre objectif est d’entraîner les ordinateurs pour que cette tâche ne prenne plus des années, mais seulement quelques minutes.

L’entreprise a rapidement joint le geste à la parole en commençant à travailler sur trois projets concrets. Mis en place dans dans la baie de Chesapeake, sur la côte est américaine, le premier d’entre eux utilise l’intelligence artificielle dans une optique géographique et cartographique. « Si vous souhaitez protéger un écosystème, vous devez savoir ce qu’il contient. Arbres, rivières, plaines, fossés, tout cela doit être répertorié. Or, aujourd’hui, ces annotations sont laborieusement faites à la main. Notre objectif est d’entraîner les ordinateurs pour que cette tâche ne prenne plus des années, mais seulement quelques minutes. » explique Robert Bernard, chef de la stratégie environnementale de Microsoft, rencontré à l’occasion du Web Summit. 

Grâce aux récents progrès de l’apprentissage profond, une branche de l’intelligence artificielle qui permet à un algorithme de s’entraîner tout seul à partir d’une grande quantité de données, les ordinateurs sont devenus capables de décrypter le contenu d’une image. Ils peuvent ainsi identifier les différents éléments présents sur celle-ci, et ce aussi bien, voire mieux qu’un humain. Songeons par exemple aux algorithmes de Facebook qui identifient automatiquement les visages sur une photo. Pour reprendre les mots de Jeff Dean, ingénieur chez Google, « les ordinateurs ont ouvert leurs yeux ». 

LA baie de CHESAPEAKE

bay

Or, lorsqu’on sait identifier une personne, reconnaître un arbre ou un cour d’eau n’est pas beaucoup plus compliqué. Microsoft s’est ainsi alliée avec Esri, une entreprise de logiciel géospatial, et Chesapeake Conservancy, une ONG, pour mettre les progrès de l’analyse d’image au service de la protection de la baie de Chesapeake. En nourrissant un algorithme avec la banque d’images disponibles sur la zone, ils sont ainsi parvenus à dresser une cartographie plus précise et mieux actualisée que les versions précédentes, le tout bien plus rapidement que si tout avait été fait à la main. D’une précision de trente mètres (chaque pixel qui constitue l’image représente une superficie de trente mètres sur trente au sol), la cartographie de la zone est passée à une précision d’un mètre. L’emploi des nouvelles technologies permet ainsi à l’ONG de passer moins de temps sur des problèmes techniques, et davantage à protéger l’environnement. 

L'IA POUR RECENSER LA FAUNE ET LA FLORE 

IA nature
Shutterstock

Répertorier les espèces et prévenir les épidémies

Rob Bernard
Regard d'expert

Robert Bernard

Chef de la stratégie chez Microsoft

Aujourd’hui, nous estimons qu’il existe environ dix millions d’espèces animales différentes sur la planète, dont la plupart n’ont pas encore été répertoriées. Pour sauver ces espèces, encore faut-il les connaître. Or, les technologies que nous utilisons pour les repérer ont très peu évolué depuis cinquante ans. 

Cartographier un écosystème est un bon départ, mais connaître sa dynamique, identifier les différentes espèces qui y vivent est tout aussi important. Telle est la teneur du second projet sur lequel travaille actuellement Microsoft. L’objectif : utiliser les moustiques pour répertorier les animaux qui habitent une zone géographique donnée. « Aujourd’hui, nous estimons qu’il existe environ dix millions d’espèces animales différentes sur la planète, dont la plupart n’ont pas encore été répertoriées. » explique Robert Bernard. « Nous savons aussi que les espèces s’éteignent aujourd’hui à un rythme mille fois supérieur à leur rythme d’extinction naturel, et cent fois supérieur au rythme nécessaire pour entretenir la vie humaine. Mais pour sauver ces espèces, encore faut-il les connaître. Or, les technologies que nous utilisons pour les repérer ont très peu évolué depuis cinquante ans. Elles consistent à scruter l’écosystème avec des jumelles, au sol ou depuis les airs, voir, au mieux, à disposer des caméras sur les arbres. Mais même dans ce cas là, on mise sur le facteur chance, espérant que l’animal finisse par passer devant la caméra. Avec ces technologies, il faudrait environ 500 ans pour cataloguer toutes les espèces de la planète. » développe-t-il. Fort de ce constat, Microsoft œuvre à la mise en place d’une solution plus efficace, qui consiste, selon les mots de Robert Bernard, à « faire de la nature elle-même un capteur pour la nature ». Pour cela, l’entreprise a d’abord recours à des drones pour repérer les nids de moustiques dans une région donnée. Ensuite, un piège équipé de capteurs audio et vidéo est mis en place. Ce dernier est entraîné à l’aide de techniques d’apprentissage machine, pour reconnaître les espèces de moustiques que l’on souhaite capturer. 

Proteger des especes dangereuses

tiger

Si, par exemple, on veut vérifier la présence de tigres dans la région, on peut entraîner le piège à reconnaître les variétés de moustiques connues pour piquer les tigres. Le piège a également recours à la lumière infrarouge pour repérer les moustiques qui ont des réserves de sang dans leur abdomen, et sont donc susceptibles de fournir des informations. Une fois un spécimen intéressant repéré, le piège émet de petites quantités de CO2 et de lumière bleue pour attirer l’insecte, et se referme automatiquement sur lui.          

« Lorsque le piège est rempli, il émet un signal pour nous avertir. Il ne nous reste plus qu’à l’emmener au laboratoire. En l’espace de trois heures, nous sommes ensuite capables de déterminer quelles espèces sont présentes dans cet écosystème, et en quel nombre. » conclut Robert Bernard. En analysant le sang prélevé par les moustiques, les chercheurs peuvent comptabiliser les représentants des espèces que l’on connaît déjà, mais aussi en repérer de nouvelles. Le dispositif est actuellement testé en Floride et au Texas.

 L’objectif est également de repérer et prévenir la propagation de maladies infectieuses. On estime que jusqu’à 75% de ces dernières sont d’origine animale. Ce dispositif permet de repérer en amont les maladies affectant les animaux et d’agir en conséquence avant qu’elles ne commencent à toucher les humains. 

L'ia pour une agriculture de precision

Agriculture

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L'agriculture de précision pour tous

Le troisième projet consiste à rendre l’activité agricole plus respectueuse des écosystèmes naturels. Dans cette optique, Microsoft souhaite rendre l’agriculture de précision accessible à tous, y compris aux agriculteurs travaillant dans les pays les plus pauvres, dans des zones reculées et dépourvues de toute connexion internet. « Peu nombreuses sont les fermes à travers le monde à disposer du wifi ou d’un réseau 4G. Or, installer des capteurs pour faire de l’agriculture de précision ne sert à rien si l’on ne peut pas extraire les données collectées.

Pour cela, nous utilisons les TV White Spaces, ces fréquences radio inutilisées. Cela nous permet de transmettre des données haute définition dans un rayon de dix kilomètres, à l’aide d’un petit peu d’énergie solaire. » explique Robert Bernard. Plusieurs projets pilotes ont été mis en place en Afrique et en Inde, où, selon lui, les agriculteurs ont pu accroître leur productivité de 20%. Cette idée ne concerne pas seulement les pays en développement, mais aussi les régions défavorisées des pays riches. Ainsi, aux États-Unis, Microsoft a mis en place la Rural Airband Initiative, un plan sur cinq ans qui vise à fournir une connexion haut débit à deux millions d’Américains vivant en zone rurale, le tout pour une somme modique. 23 millions d’Américains sont aujourd’hui dépourvus de connexion internet. 

developper les zones rurales les plus pauvres 

Agriculture

Microsoft a également mis en place un dispositif permettant aux agriculteurs d’obtenir une vision aérienne de leur propriété sans se ruiner. « Aujourd’hui, si vous voulez disposer d’une vision de votre ferme depuis les airs, il vous faut un avion ou un drone, ce qui n’est pas accessible à tout le monde. C’est pourquoi nous avons mis au point un dispositif composé d’un smartphone attaché à un ballon d’hélium, avec un algorithme entraîné pour stabiliser le tout. Ensuite, un logiciel permet de traiter les images pour extraire les informations clés. 

Ajoutons l’installation de censeurs à bas coûts, pour mesurer par exemple l’humidité ou le PH des sols, ainsi que les prévisions météorologiques obtenues avec un téléphone portable. Combinons ensuite toutes ces données entre elles, avec une couche d’intelligence artificielle par-dessus, et l’on obtient un véritable scanner intelligent pour la ferme. On peut ainsi, par exemple, déterminer pour quels types de récoltes l’environnement est le mieux adapté. À terme, avec ce type d’initiatives, notre objectif est de permettre à n’importe quelle ferme dans le monde de faire de l’agriculture connectée pour une centaine de dollars d’investissement. »

LES GRANDS NOMS DE L'IA  S'ENGAGENT POUR LA PLANETE

PLANET EARTH

Kurzgesagt 

La course entre les grands noms de l'intelligence artificielle

S’engager ainsi pour la préservation de la planète revêt un double intérêt pour Microsoft. La protection de l’environnement est un enjeu civilisationnel, qui trouve aujourd’hui un écho croissant auprès du grand public. Pour des entreprises confrontées directement au consommateur, comme Microsoft, Apple ou Amazon, agir dans ce sens n’est donc pas seulement une question philanthropique, mais aussi un enjeu économique. Soutenir des projets environnementaux est bon pour l’image de marque, et donc, en définitive, bon pour les affaires.

Dans cette optique, Microsoft s’est également engagée à limiter son propre impact environnemental. Selon Robert Bernard, l’entreprise est aujourd’hui neutre en carbone, et prévoit de puiser la moitié de ses dépenses énergétiques dans les énergies renouvelables d’ici l’an prochain. Cela passe notamment par des centres de données plus verts : on sait, en effet, combien ces derniers sont gourmands en énergie. À terme, en plus de donner une bonne image de l’entreprise au consommateur, ce changement aura en outre l’avantage de réduire sa dépendance aux énergies fossiles et de limiter ses coûts de fonctionnement. 

VRAI ENGAGEMENT OU 

 POSTURE MARKETing ?

clouds

Ensuite, ces projets environnementaux permettent à Microsoft de tester le déploiement de ses recherches en intelligence artificielle. Cette technologie est aujourd’hui devenue le nerf de la guerre entre les grandes entreprises technologiques américaines, et chacune s’efforce de tirer son épingle du jeu en mettant ses recherches à l’épreuve du feu : IBM avec Watson, Amazon avec Alexa, Google avec AlphaGo et Waymo, Apple avec Siri… Microsoft n’a pas l’intention de se laisser distancer, et tester sa technologie lui permet de continuer à l’améliorer.

Cette stratégie permet aussi à Microsoft de rassurer le public vis-à-vis de l’intelligence artificielle. De la singularité technologique à la perspective d’un chômage de masse causé par les machines, en passant par les robots tueurs, cette technologie a en effet tendance à générer beaucoup d’inquiétudes. En montrant que l’intelligence artificielle peut aussi être employée pour œuvrer au bien commun, Microsoft s’assure ainsi un regard plus positif de la part du public et des régulateurs. 

Rédigé par Guillaume Renouard