Soleil, mer et intelligence artificielle : le Mayflower (re)prend la mer

Le nouveau Mayflower, également appelé MAS400, doit naviguer sans capitaine ni équipage de la Grande-Bretagne vers l'Amérique et ainsi parcourir 5200 kilomètres sur l’Atlantique Nord, de l'Angleterre à la côte est des Etats-Unis. En collaboration avec l'organisation de recherche marine ProMare et d'autres entreprises, IBM veut ainsi montrer ce que l'intelligence artificielle est capable d’accomplir aujourd'hui. Le bateau, rempli de technologie informatique cognitive d'IBM, a pris la mer. 

  #IBM  

Le Mayflower Autonomous Ship (MAS) avait déjà pris la mer le 15 juin 2021, sur les traces des pères pèlerins partis 400 ans plus tôt vers le Nouveau Monde sur le voilier Mayflower[ii]. Le premier voyage du Mayflower moderne n'a toutefois duré que deux jours. Le soir du 17 juin 2021, le navire a connu un problème qui a entraîné une perte de puissance et de vitesse. Après un diagnostic à distance, l'équipe d'assistance de ProMare a constaté qu'il s'agissait probablement d'un problème mécanique survenu sur le générateur du navire, qui ne pouvait être résolu sans intervention humaine. En effet, après le retour à la base, il a été constaté que le problème avait été causé par une rupture dans du raccord métallique entre le générateur du navire et le système d'échappement. Certes, le MAS400 utilise des panneaux solaires pour tirer le plus d'énergie possible du soleil. Un générateur embarqué se met toutefois automatiquement en marche pour recharger la batterie en cas de besoin. Après cette panne, le MAS400 a dû compter exclusivement sur l'énergie solaire, mais le mauvais temps et la mer agitée ont fait qu'il n'a pas été possible de produire suffisamment d'énergie solaire pour poursuivre le voyage.

Cliquez ici pour accéder au tableau de bord en direct du MAS.

 

Automatisation, IA et edge computing

Le Mayflower moderne est un navire à trois coques qui navigue sur l'océan grâce à une combinaison d'éoliennes, de diesel et d'énergie solaire. Il a été conçu de manière à pouvoir naviguer de manière totalement autonome (tant que rien ne va de travers). Les opérateurs peuvent certes envoyer des messages au navire. Mais si ceux-ci n'arrivent pas, les ordinateurs de bord accomplissent les tâches qu'ils ont programmées et apprises.

La traversée de l'Atlantique qui est à nouveau en cours peut, contrairement à l'année 1620, être suivie dans le monde entier via Internet - avec des vidéos en direct, des cartes et une diffusion de données en continu[iii]. Le projet utilise les technologies d'IBM pour l'automatisation, l'IA et l'edge computing afin d'évaluer en permanence son état en mer, son environnement et sa mission, et de prendre des décisions. Le voyage devrait vraisemblablement durer près de trois semaines.

 

Le MAS ressemble à un vaisseau spatial de ravitaillement Entreprise

Le MAS est un véhicule très impressionnant[iv], qui ressemble à un vaisseau spatial de ravitaillement Entreprise, pèse cinq tonnes et mesure 15 mètres de long. Il dispose d'une coque de trimaran en aluminium très stable et est propulsé par un système de propulsion hybride électrique fonctionnant à l'énergie solaire. Le bateau atteint tout de même 8 nœuds (15 km/h). Cela peut paraître lent, mais c'est toujours bien plus rapide que le Mayflower d'origine, dont on pense qu'il avançait en moyenne à moins de 4 km/h.

Pour la prise de décision géographique et météorologique, le MAS est équipé d'une navigation inertielle précise, d'un positionnement par système mondial de navigation par satellite (GNSS), de capteurs radar, de communications par satellite et d'une instrumentation météorologique. Les installations surveillent également le temps qui se lève - à l'aide des données prévisionnelles de la « Weather Company »[v], propriété d'IBM. Ce qui manque sur le navire, ce sont des couchettes et une cuisine pour le capitaine et l'équipage. À la place, il y a des racks pour la technologie informatique cognitive d'IBM qui dirige le navire.

 

Le « capitaine IA » a suivi un entraînement pendant des années

Le cerveau qui donne au MAS la capacité d'opérer sans intervention humaine - est appelé « Capitaine IA » par l'équipe. Ce capitaine virtuel de l'IA a suivi un entraînement de plusieurs années pour acquérir les connaissances nécessaires. Grâce à des algorithmes d'inférence et des modèles générés par la technologie de vision par ordinateur Visual Insights d'IBM, le capitaine a appris à reconnaître des navires, des débris, des ponts, des morceaux de terre, des conteneurs maritimes à la dérive, en utilisant plus d'un million d'images nautiques. Pour cela, le MAS400 peut voir à 2,5 miles nautiques (4,6 kilomètres).

Pour la recherche marine, le MAS400 dispose d'une « langue » électrique qui « goûte » la chimie de l'océan et recueille des informations sur la matière organique et la pollution microplastique. Et il y a même des microphones qui peuvent capter les chants des baleines.

Dès que le capitaine IA reçoit des données exploitables provenant de caméras embarquées, de radars, de sonars, et d'autres appareils qui balayent en permanence l'environnement du navire, il fait appel au système de gestion automatisée des règles d'IBM, l'IBM Operational Decision Manager (ODM), pour se conformer aux réglementations internationales visant à prévenir les collisions en mer. L’ODM n'est pas vraiment un logiciel de navigation : il est largement utilisé dans le secteur des services financiers pour approuver les prêts et personnaliser les offres aux clients, et il fournit un enregistrement transparent des processus de décision afin d'éviter les scénarios dans lesquels on ne sait pas clairement pourquoi une décision particulière a été prise.

 

Edge Computing pour le traitement des données à bord

Pour prendre des décisions sans être connecté à un ordinateur à terre, le MAS dispose de 15 appareils edge computing pour le traitement des données à bord. La logique décisionnelle, basée sur le logiciel ODM, fonctionne comme une charge de travail edge sur le navire. Tous les appareils edge sont orchestrés par IBM Edge Application Manager. En mer, le capitaine IA de MAS se fie aux recommandations ODM ainsi qu'aux mises à jour actuelles et prévisionnelles de The Weather Company pour évaluer en permanence les options, éviter les dangers et prendre des décisions de navigation. Une fonction de gestionnaire de sécurité fonctionnant sous Red Hat Enterprise Linux soutient les décisions du capitaine AI.

En ce qui concerne le matériel informatique sur MAS, différents ordinateurs sont utilisés : outre les serveurs IBM Power Systems AC922[vi] spécialisés dans l'IA, on trouve des modules NVIDIA Jetson[vii] spécialisés dans les machines autonomes, l'IA et l'edge computing – consommant très peu d'énergie - ainsi que des ordinateurs basés sur Intel et des ordinateurs supplémentaires spécialement construits à cet effet.

 

Un signe avant-coureur de l'avenir

Le navire autonome Mayflower préfigure l'avenir. Piloté par un capitaine IA et propulsé par IBM Automation, le navire montrera dans quelle mesure l'IA permet d’ores et déjà la navigation autonome. L'impact sera énorme à long terme sur la navigation en général, la marine marchande mondiale et d'innombrables autres secteurs.

En Suisse, UMB est le seul partenaire IBM à avoir le statut Elite Speciality pour IBM Power et Storage en Suisse. Un savoir-faire supérieur à la moyenne, aussi bien dans le domaine du matériel que dans celui des logiciels et des services IBM, garantit une excellente collaboration. Contactez-nous pour obtenir de plus amples informations !

 

[i] Promoting Marine Research and Exploration (promare.org)

[ii] IBM News Room - Mayflower Then and Now

[iii] Mayflower Autonomous Ship (mas400.com)

[iv] Sea change — setting a new course for ocean research

[v] The Weather Company, an IBM Business | Accurate Weather Technology & Data

[vi] IBM Power System AC922 - Overview | IBM

[vii]Jetson Xavier NX Developer Kit | NVIDIA Developer