« Allô, Houston ? Ici Mars. Nous avons besoin d’un planning fiable »

Communiqué de presse - Recherche UCLouvain

Comment optimiser les déplacements de patrouilles de police ou de camionnettes de livraisons ? Rien à voir, à première vue, avec l’espace. Et pourtant, en 2018, Michael Saint-Guillain, chercheur en ingénierie informatique à l’UCLouvain, participe à “UCLouvain to Mars”. Son premier pas dans le domaine de l’intelligence artificielle appliquée à la recherche spatiale.

Depuis 2008, des équipes composées de doctorant·es et d’étudiant·es de l’UCLouvain prennent part à un programme de simulation de séjour sur Mars dans le désert de l’Utah. Le but ? Optimiser une future mission habitée sur Mars. Comment ? En menant des expériences scientifiques sur le terrain. Le tout dans des infrastructures uniques, fournies par la Mars Society, avec des contraintes similaires à celles de Mars.

Michael Saint-Guillain a fait partie de l’expédition en 2018. Son projet ? Modéliser les projets des autres participant·es comme des problèmes d’ordonnancement de tâches (il en a dénombré 230 !). L’objectif ? Déterminer le meilleur planning possible pour combiner toutes les tâches, en maximisant la probabilité de réussite de la mission. Tout en prenant en compte les ressources, contraintes et incertitudes rencontrées par les membres de l’équipage.

Des exemples ?

• Pour une sortie à l’extérieur de la base, il faut être minimum 3 et maximum 5. Cela doit coïncider avec les moments libres des autres scientifiques. Et le matériel ne doit pas être utilisé en même temps par plusieurs chercheur·ses.
• La sonde Voyager 2, envoyée à la fin des années 80 pour étudier le système solaire, était prévue pour mener 175 expériences. L’ordonnancement de toutes ces tâches a occupé une trentaine de spécialistes à temps plein pendant six mois.

Ajoutez à cela une dose d’incertitude sur les durées des tâches. Sur Mars, il n’y a, par exemple, (actuellement) que deux fenêtres de communication par jour d’environ 10 minutes avec la Terre. Le message prend 15 minutes pour arriver sur Terre et 15 minutes pour retourner sur Mars. Si à cause d’un retard dans l’exécution de son planning, le rover Curiosity n’est pas au rendez-vous, il ne peut établir une nouvelle communication que le lendemain. Or, une journée sur Mars coûte extrêmement cher. Contrairement aux robots actuellement en opération, qui sont programmés, les astronautes qui iront sur Mars devront donc prendre des décisions eux-mêmes.

Pour le moment, les astronautes ne décident rien quand ils partent en mission. Ils exécutent ce que des dizaines de personnes sur Terre prennent le soin de décider à leur place. Demain, l’intelligence artificielle pourrait leur venir en aide. Grâce à une immense base de données, couplée à de puissants algorithmes de résolution de problèmes, l’IA suggérera des alternatives ou des décisions aux astronautes dans le but d’augmenter les chances d’atteindre leurs buts.

Les travaux du chercheur UCLouvain démontrent combien l’intelligence artificielle a de multiples intérêts dans l’espace : pour la fiabilité et la flexibilité des plannings, mais aussi pour la rentabilité des missions. C’est la raison pour laquelle il a entamé une collaboration avec le Jet Propulsion Laboratory de la NASA pour développer ses modèles dans le contexte spatial.

D’autres applications en vue ? Un projet de spin-off UCLouvain. L’idée ? Développer un logiciel spécialisé pour le secteur des biotechnologies, permettant de définir les tâches à ordonnancer et ainsi calculer les plannings les plus fiables et, in fine, augmenter la rentabilité. Exemple ? Aujourd’hui, les impératifs de production (plusieurs productions à lancer en parallèle) se heurtent aux contraintes matérielles (nombre de salles de production) et humaines (nombre limité d’équipes de contrôle qualité). Le logiciel de Michaël Saint-Guillain permettra de prioriser et rentabiliser ce processus.