L’IA peut-elle sauver la planète ?
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Publié le 14 octobre 2019
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. L’intelligence artificielle peut servir à développer des algorithmes capables d’apporter des solutions essentielles à la transition écologique. Les applications de l’intelligence artificielle, pour lutter contre la pollution, reposent sur les data. Heureusement, ces données sont produites de plus en plus en temps réel et en grandes quantités par les équipements industriels grâce aux nouvelles technologies comme l’IoT.
De nombreuses initiatives mobilisent ainsi l’intelligence artificielle pour lutter contre la pollution des écosystèmes.
En termes de technologie, le machine learning permet d’apprendre à mesurer l’impact environnemental des activités humaines et peut notamment servir à évaluer les consommations énergétiques pour limiter leur impact sur les milieux naturels. Dubaï a mis en place un programme utilisant l’intelligence artificielle pour optimiser la collecte et le recyclage des déchets. Ensuite, l’ensemble du processus de traitement des déchets sera passé au crible d’algorithmes d’aide à la décision. Ces algorithmes fourniront des recommandations pour réduire les coûts opérationnels et environnementaux. Le projet inclut également la construction d’une usine. Ce projet permet deux choses. D’une part, de recycler les déchets afin de produire du béton 100% écologique. D’autre part, de 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 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 luttent contre la pollution plastique des océans. C’est le cas du projet The Ocean Cleanup, qui mobilise des robots capables de récupérer jusqu’à cinq tonnes de plastique par mois. A terme, l’objectif est de parvenir à une flotte de soixante appareils, et de recycler le plastique ainsi récolté.
Des environnements urbains plus écologiques
Pour lutter contre le réchauffement climatique il faut mieux gérer les ressources naturelles. Cela passe notamment par la mise à profit des innovations de l’intelligence artificielle pour permettre à une ville de passer à la consommation énergétique optimisée. Si les chercheurs travaillent depuis longtemps au développement de smart cities basées sur la technologie, ils doivent aussi les rendre plus écologiques. L’homme et la machine œuvrent de concert pour atteindre le même objectif, celui d’un développement durable bien réel. Le temps nous est compté, les grandes résolutions gouvernementales françaises vont d’ailleurs dans ce sens.
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. Ce projet mobilise 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.
Depuis 2012, l’entreprise Surtrac 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. La municipalité étudie actuellement l’usage d’algorithmes prédictifs, analysant des prises de vue aériennes et s’appuyant sur les données des catastrophes passées pour prédire les risques futurs.
Préserver la biosphère
Les algorithmes de l’intelligence artificielle sont tout à fait appropriés pour préserver la biosphère. Ce sont en fait des modèles nourris de données sur les questions énergétiques et environnementales souvent issues de vidéos et d’images satellites de zones en déliquescence écologique. L’utilisation des énergies, comme le niveau de consommation énergétique, peut servir à créer un système de simulation. Cette biosphère virtuelle autorise une analyse prédictive des effets sur les ressources et l’environnement. Ce nouvel outil puissant, qui pourra fonctionner en temps réel, n’est plus du domaine de la science-fiction. L’IA et les puissances de calcul actuelles (GPU/TPU/FGPA) le mettent à notre proche portée.
À travers son programme AI for Earth, Microsoft a 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. Microsoft s’est alliée avec Esri et Chesapeake Conservancy 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. L’algorithme est nourri avec la banque d’images disponibles sur la zone. Grâce à cela, ils sont parvenus à dresser une cartographie plus précise que les versions précédentes. D’une précision de trente mètres, 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. Toutefois, connaître sa dynamique et 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 : utiliser les moustiques pour répertorier les animaux qui habitent une zone géographique donnée. Le projet transforme ainsi 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 fonctionne à l’aide de techniques d’apprentissage machine, pour reconnaître les espèces de moustiques que l’on souhaite capturer. Le troisième projet œuvre pour une agriculture plus respectueuse des sols et des écosystèmes. Microsoft souhaite ainsi rendre l’agriculture de précision accessible à tous, même à ceux dans les régions défavorisées. Ces projets ont permis aux agriculteurs d’accroître leur productivité de 20%.
Image à la une : © AI for Earth
