NASA : Persévérance parcourt 456 mètres grâce à des points de passage générés par l’IA

Une démonstration d’IA sur Mars avec Persévérance

En décembre, la NASA a franchi une nouvelle étape - modeste mais concrète - vers des rovers de surface capables d’agir de manière plus autonome.

Lors d’une démonstration, l’équipe de Persévérance a fait appel à une IA pour produire les points de passage du rover. Persévérance a ensuite suivi ces points de passage générés par l’IA sur deux journées distinctes, parcourant au total 456 mètres (1 496 pieds) sans pilotage humain.

« Cette démonstration montre à quel point nos capacités ont progressé et élargit la façon dont nous explorerons d’autres mondes », a déclaré l’administrateur de la NASA Jared Isaacman.

« Des technologies autonomes comme celle-ci peuvent aider les missions à fonctionner plus efficacement, à réagir à des terrains difficiles et à augmenter le retour scientifique à mesure que la distance avec la Terre grandit. C’est un exemple solide d’équipes appliquant une nouvelle technologie avec prudence et responsabilité dans des opérations réelles. »

Pourquoi l’autonomie est indispensable à cause du délai Terre–Mars

Mars est très éloignée, et un aller-retour de signal entre la Terre et Mars impose environ 25 minutes de délai. En pratique, cela signifie que, quoi qu’on fasse, les rovers doivent se débrouiller seuls pendant de courtes périodes.

Cette latence influence directement la planification des trajets. Sur Terre, les conducteurs du rover étudient des images et des données d’altimétrie, puis programment une succession de points de passage, généralement espacés de moins de 100 mètres (330 pieds).

Le plan de conduite est ensuite envoyé au Réseau de l’espace lointain (DSN), qui le transmet à l’un des nombreux orbiteurs, lesquels le relaient enfin jusqu’à Persévérance.

Comment l’IA a créé les points de passage à partir d’images orbitales

Dans cette démonstration, l’IA a exploité des images orbitales prises par la caméra HiRISE du Mars Reconnaissance Orbiter, ainsi que des modèles numériques de terrain. L’IA - fondée sur l’IA Claude d’Anthropic - a repéré des dangers tels que des pièges de sable, des champs de blocs, le substratum rocheux et des affleurements. Elle a ensuite produit un itinéraire, défini par une série de points de passage, conçu pour éviter ces zones à risque.

Une fois ces points de passage établis, le système de navigation autonome de Persévérance a pris le relais. Plus indépendant que ceux des rovers précédents, il est capable de traiter des images et des plans de conduite tout en se déplaçant.

Le banc d’essai VSTB au JPL et les prochaines étapes

Avant que ces points de passage ne soient transmis à Persévérance, une autre étape essentielle a été nécessaire. Le Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA dispose d’un « jumeau » de Persévérance, baptisé banc d’essai du système du véhicule (« Vehicle System Test Bed », VSTB), installé sur le terrain martien du JPL.

Il s’agit d’un modèle d’ingénierie que l’équipe peut utiliser sur Terre pour résoudre des difficultés, ou dans des situations comme celle-ci. Ces versions d’ingénierie sont fréquentes dans les missions martiennes, et le JPL en possède également une pour Curiosity.

« Les éléments fondamentaux de l’IA générative montrent un fort potentiel pour rationaliser les piliers de la navigation autonome pour la conduite hors planète : la perception (voir les roches et les ondulations), la localisation (savoir où nous sommes) et la planification et le contrôle (décider et exécuter l’itinéraire le plus sûr) », a expliqué Vandi Verma, roboticienne spatiale au JPL et membre de l’équipe d’ingénierie de Persévérance.

« Nous avançons vers un jour où l’IA générative et d’autres outils intelligents aideront nos rovers de surface à gérer des trajets à l’échelle du kilomètre tout en réduisant la charge de travail des opérateurs, et à signaler à notre équipe scientifique des caractéristiques de surface intéressantes en passant au crible d’énormes volumes d’images prises par le rover. »

L’IA devient rapidement omniprésente dans nos vies, y compris dans des contextes où son utilité n’est pas toujours évidente.

Mais, dans ce cas, la NASA ne se contente pas de suivre une mode. Par nécessité, l’agence développe depuis longtemps des systèmes de navigation automatique. D’ailleurs, le principal mode de conduite de Persévérance repose sur son système autonome de « conduite autonome ».

Un frein à une autonomie totale tient à la façon dont l’incertitude augmente lorsque le rover opère sans assistance humaine. Plus il parcourt de distance, moins il est certain de sa position exacte à la surface.

La réponse consiste à relocaliser le rover sur sa carte. Aujourd’hui, cette relocalisation est réalisée par des humains. Or, cela prend du temps, notamment à cause d’un cycle complet de communications entre la Terre et Mars. Au final, cela limite la distance que Persévérance peut parcourir sans « coup de main ».

La NASA et le JPL travaillent aussi sur une approche permettant à Persévérance d’utiliser l’IA pour se relocaliser. Le principal obstacle consiste à faire correspondre les images orbitales avec les images au niveau du sol prises par le rover. Il paraît très probable que l’IA soit entraînée à exceller dans cet exercice.

Il est clair que l’IA est appelée à jouer un rôle bien plus important dans l’exploration planétaire. Le prochain rover martien pourrait être très différent des engins actuels, avec une navigation autonome plus avancée et d’autres fonctions reposant sur l’IA. Des concepts existent déjà : par exemple, un essaim de drones volants libérés par un rover afin d’étendre sa capacité d’exploration sur Mars. Ces essaims seraient pilotés par l’IA pour coopérer et fonctionner de manière autonome.

Et les bénéfices ne se limiteront pas à Mars. La mission Dragonfly de la NASA, à destination de Titan - la lune de Saturne - s’appuiera largement sur l’IA. Non seulement pour la navigation autonome du rotorcraft lors de ses vols, mais aussi pour la gestion autonome des données.

« Imaginez des systèmes intelligents non seulement au sol sur Terre, mais aussi en applications en périphérie dans nos rovers, nos hélicoptères, nos drones et d’autres éléments de surface, entraînés avec la sagesse collective de nos ingénieurs, scientifiques et astronautes de la NASA », a déclaré Matt Wallace, responsable du bureau des systèmes d’exploration du JPL.

« C’est la technologie décisive dont nous avons besoin pour mettre en place l’infrastructure et les systèmes nécessaires à une présence humaine permanente sur la Lune et pour emmener les États-Unis vers Mars et au-delà. »

Cet article a été publié à l’origine par Univers Aujourd’hui. Lisez l’article d’origine.