16 / 11 / 2018

L'IA peut-elle sauver la planète ?

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L'IA peut-elle sauver la planète ?

De nombreuses initiatives mettent l’intelligence artificielle au service de la lutte contre la pollution, de l’efficacité énergétique et de la préservation de l’environnement. Petit tour d’horizon.

« Nous sommes à un moment de bascule : le numérique peut tout autant augmenter notre empreinte écologique que nous apporter les opportunités pour la réduire et accélérer la transition ». C’est ainsi que Pascal Canfin, directeur général de WWF France ouvre une étude interrogeant les opportunités d’un numérique responsable, comment la transition numérique pourrait contribuer à la transition écologique. Un engagement que prennent les géants du web, conscients de l’importance de l’empreinte carbone générée par l’industrie. Grâce à des recommandations procurées par des algorithmes d’intelligence artificielle, ils parviennent à réduire la consommation de leurs propres centres de données de 15%. Et pour cause, les nouvelles technologies offrent aussi un excellent remède contre la dégradation de l’environnement.

 

L’intelligence artificielle contre la pollution

2 milliards de tonnes par an, ce serait la production annuelle de déchets municipaux. Un chiffre qui pourrait atteindre les 3,4 milliards de tonnes en 2050, d’après la Banque mondiale. De nombreuses initiatives mobilisent ainsi l’intelligence artificielle pour lutter contre la pollution des écosystèmes. C’est le cas de la municipalité de Dubaï, qui a mis en place un programme utilisant l’intelligence artificielle pour optimiser la collecte et le recyclage des déchets. Une fois l’initiative mise en place, l’ensemble du processus de traitement des déchets sera passé au crible d’algorithmes d’aide à la décision, qui fourniront des recommandations pour réduire les coûts opérationnels et environnementaux. Le projet inclut également la construction d’une usine pour, d’une part, recycler les déchets afin de produire du béton 100% écologique, et, d’autre part, convertir l’énergie dégagée lors du recyclage en électricité verte pour alimenter la ville.

D’autres mobilisent l’intelligence artificielle pour œuvrer à la préservation des océans. Parmi les nombreux projets en lice, citons notamment Soft Robotic Fish, mis en place par des chercheurs du MIT. Il consiste en un poisson robotique, utilisé par les scientifiques pour observer les créatures marines dans leur écosystème naturel sans les effrayer. Il permet ainsi d’étudier la manière dont la pollution des océans influe sur le comportement desdits poissons. Le poisson robot est pour l’heure contrôlé à distance, mais à terme, l’ambition est de lui permettre de suivre un banc de poissons de manière autonome grâce à l’intelligence artificielle. D’autres initiatives emploient la robotique pour lutter contre la pollution plastique des océans. C’est le cas du projet The Ocean Cleanup, qui mobilise des robots de 600 mètres de long, capables de récupérer jusqu’à cinq tonnes de plastique par mois. Ce robot, baptisé Wilson, est, grâce à des satellites communiquant avec le siège d’Ocean Cleanup et des caméras, piloté à distance. Un premier robot a été déployé début septembre. À terme, l’objectif est de parvenir à une flotte de soixante appareils, et de recycler le plastique ainsi récolté. Une autre initiative, baptisée The Plastic Tide Project, emploie des drones chargés de survoler certaines zones pour repérer les déchets plastiques. Ils s’appuient sur des algorithmes de machine learning pour identifier les déchets dans l’océan.

© The Ocean Cleanup

Des environnements urbains plus écologiques

 

D’autres initiatives mobilisent l’intelligence artificielle pour rendre les villes plus vertes : accroître par exemple l’efficacité énergétique à l’aide des algorithmes. Ainsi, en Norvège, Microsoft travaille avec un énergéticien local autour d’un projet de grille intelligente, mobilisant le machine learning pour réaliser des économies d’électricité et utiliser davantage d’énergies vertes. À Singapour, l’entreprise industrielle JTC a équipé trois de ses usines de capteurs, qui récoltent des données ensuite traitées à l’aide d’algorithmes d’intelligence artificielle, afin de prévoir les coupures de courant et de détecter plus rapidement les défauts de fabrication, une mesure qui a permis de réduire de 15% la facture énergétique des trois usines

 

« Le projet the Ocean Cleanup mobilise des robots de 600 mètres de long, capables de récupérer jusqu’à cinq tonnes de plastique par mois. »

 

Embouteillage = plus de pollution. Réduction des embouteillages = un air plus respirable x bons points pour l’environnement. Une équation simple que tente de résoudre la ville de Pittsburgh avec le concours de la solution Surtrac de l’entreprise Rapid Flow. Depuis 2012, l’entreprise a amélioré le sort des conducteurs locaux grâce à son système intelligent de feux de circulation. Quand les feux classiques mettent quelques minutes pour s’adapter à la circulation, Surtrac corrige le tir en temps réel. Le résultat ? Les automobilistes gagneraient 25% sur leur trajet quotidien, réduirait de 40% le temps passé devant les feux… et les émissions de 20%.

La ville de Hong Kong, de son côté, emploie les ressources de l’intelligence artificielle pour mieux assurer la maintenance de son environnement. Les célèbres collines qui encerclent la ville ont, au fil du temps, été creusées pour laisser place à l’expansion urbaine, ce qui a entraîné un risque de glissement de terrain accru en cas de fortes pluies. Des phénomènes difficiles à prévoir, susceptibles d’endommager l’écosystème et de causer des ravages parmi les populations vivant à proximité. La municipalité étudie actuellement l’usage d’algorithmes prédictifs, analysant des prises de vue aériennes et s’appuyant sur les données des catastrophes passées, le tout combiné aux informations météorologiques, pour prédire les risques futurs.

© Shutterstock

Préserver la biosphère

 

Enfin, plusieurs projets utilisent les ressources de l’intelligence artificielle pour la préservation des écosystèmes. À travers son programme AI for Earth, Microsoft a ainsi mis en place trois initiatives innovantes au service de la protection de l’environnement. Le premier d’entre eux se situe dans la baie de Chesapeake, sur la côte Est des États-Unis, un écosystème foisonnant, mais fragile. Microsoft s’est alliée avec Esri, une entreprise de logiciel géospatial, et Chesapeake Conservancy, une ONG, pour mettre les progrès de l’analyse d’images au service de la protection de la baie. L’objectif : cartographier efficacement l’écosystème pour mieux le protéger. 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.

 

« AI for Earth a de quoi surprendre : il s’agit d’utiliser les moustiques pour répertorier les animaux qui vivent dans une zone géographique donnée. »

 

Cartographier un écosystème est un bon départ, mais connaître sa dynamique, identifier les différentes espèces qui y vivent est tout aussi important. C’est à cette tâche que se consacre le second projet d’AI for Earth. Le principe a de quoi surprendre : il s’agit d’utiliser les moustiques pour répertorier les animaux qui habitent une zone géographique donnée. Plutôt que de scruter longuement la zone avec des jumelles ou de disposer des caméras dans les arbres en espérant que des animaux passent à proximité, le projet transforme les moustiques en capteurs naturels. 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. 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. Une fois le moustique capturé, des analyses sanguines effectuées en laboratoire permettent de rapidement repérer quelles espèces sont présentes, et en quelle quantité.

Le troisième projet œuvre pour une agriculture plus respectueuse des sols et des écosystèmes. Dans cette optique, Microsoft souhaite rendre l’agriculture de précision accessible à tous, y compris aux individus travaillant dans des régions défavorisées. Ceux-ci doivent faire face à un obstacle de taille : l’absence de connexion wifi ou de réseau 4G, qui rend caduque l’installation de capteurs. Pour remédier à ce problème, Microsoft emploie des fréquences radio non utilisées pour transmettre les données, concernant par exemple l’humidité ou le pH des sols, ou encore les prévisions météorologiques. Le dispositif est, en outre, alimenté à l’énergie solaire. Les données récoltées sont ensuite traitées à l’aide d’algorithmes d’intelligence artificielle, qui fournissent des recommandations. Plusieurs projets pilotes ont été mis en place en Afrique et en Inde, où les agriculteurs ont ainsi pu accroître leur productivité de 20%.

 

Image à la une : © AI for Earth