Une IA consciente des risques pour des robots sous-marins plus fiables
La robotique sous-marine joue un rôle essentiel dans des secteurs tels que l’éolien offshore, le pétrole et le gaz, l’exploitation minière et les sciences marines. Or, le déploiement de robots dans ces environnements présente des risques spécifiques. Les communications sous-marines sont extrêmement limitées, ce qui implique que les robots doivent agir de manière autonome et fiable, sans surveillance humaine. Le projet REMARO(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), financé par l’UE, entend relever ce défi en combinant l’intelligence artificielle (IA), la robotique et des techniques de vérification formelle en un nouveau cadre pour une autonomie marine fiable. Le projet a formé 15 chercheurs en début de carrière et s’est associé à des laboratoires industriels de premier plan pour garantir que les avancées théoriques peuvent être testées dans la pratique.
L’autonomie, fondement de la fiabilité
L’un des principaux enseignements de REMARO est qu’autonomie et fiabilité ne peuvent être développées séparément. Comme l’explique Andrzej Wasowski, coordinateur du projet, «Les robots sous-marins ne peuvent fonctionner s’ils ne sont pas autonomes. Leur fiabilité repose sur l’autonomie. Dans ce cas, la fiabilité ne consiste pas à construire des actionneurs plus robustes, mais surtout à permettre au robot de se remettre de manière autonome d’événements inattendus lorsqu’aucun humain ne peut le contrôler ou le surveiller». Cette mise en avant de l’autonomie n’était pas seulement motivé par des objectifs académiques, mais aussi par la demande de l’industrie. Les entreprises qui travaillent avec des équipements coûteux et critiques pour la sécurité ont souligné que l’imprévisibilité des algorithmes d’IA dans des conditions rares était inacceptable. Andrzej Wasowski souligne: «Les méthodes d’IA actuelles ne permettent pas d’atteindre cet objectif. Pour les entreprises, cette incertitude constitue un risque très sérieux».
De la simulation à des données sous-marines réelles
Les tâches de vision et de localisation se sont révélées particulièrement difficiles lors de la transition des simulations à l’eau libre. Non seulement les conditions diffèrent des environnements terrestres, mais elles peuvent également considérablement varier d’un site à l’autre, voire au sein d’un même lieu, au fil du temps. Cette variabilité a clairement démontré qu’il était impossible de former une IA uniquement à partir de grands ensembles de données. Pour réduire la dépendance à l’égard de quantités massives de données variables, les chercheurs de REMARO ont exploré des architectures capables de fonctionner avec des données d’apprentissage limitées. Cette évolution a ouvert de nouvelles voies de recherche pour des modèles d’IA plus adaptables et plus robustes dans des conditions sous-marines changeantes.
Intégrer cognition et sécurité
L’une des avancées les plus innovantes du projet est venue de la conception conjointe de la sécurité et de la planification cognitive. Les planificateurs traditionnels optimisent les résultats attendus, tels que le temps de déplacement ou la consommation d’énergie. Mais comme le souligne Andrzej Wasowski, «La planification du risque de collision ou de la consommation de la batterie est souvent trop optimiste. Dans ce travail, nous avons développé une méthode qui permet à un robot de créer de nombreux plans alternatifs et de choisir non pas celui dont le résultat attendu est le meilleur, mais celui qui peut promettre d’atteindre le résultat de manière fiable, à moindre risque». Cette approche de planification peu propice au risque représente un changement fondamental, garantissant que les robots privilégient la robustesse à l’efficacité lorsqu’ils opèrent dans des conditions incertaines.
Des percées interdisciplinaires
Le succès de REMARO repose sur son réseau de formation interdisciplinaire. Des chercheurs en méthodes formelles, en robotique et en IA ont collaboré à des déploiements dans le monde réel, notamment en programmant des contrôleurs pour des véhicules sous-marins à Ocean Scan à Porto. Le projet a également réalisé une percée exceptionnelle en publiant des ensembles de données ouverts, tels que le benchmark SubPipe, sans compromettre la confidentialité industrielle. En combinant l’innovation universitaire et les besoins industriels, REMARO a fait progresser l’état de l’art en matière d’autonomie fiable. Son héritage comprend non seulement des méthodes et des outils, mais aussi une nouvelle génération d’experts prêts à apporter ces avancées à l’économie bleue de l’Europe. Les lecteurs peuvent également écouter les chercheurs doctorants eux-mêmes dans une vidéo préparée pour une récente conférence Marie Skłodowska-Curie, où ils partagent leurs expériences de travail à la pointe de la robotique sous-marine et de l’IA. Pour visionner la vidéo, appuyez ici(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre).
