La prochaine mission spatiale sans équipage de l’Agence Spatiale Européenne (ESA) vers la Lune s’appuiera sur des avancées en IA développées par deux institutions européennes membres de l’alliance EUT+ : l’Université des sciences appliquées de Darmstadt (h_da) et l’Université de technologie de Troyes (UTT). Leur projet “Détection automatique des dangers basée sur l’IA dans les images de la surface lunaire”, soutenu financièrement par l’ESA, vise à améliorer la sécurité des atterrissages lunaires, un défi que les récentes tentatives d’exploration robotique ont souligné.

Malgré l’avancée des technologies depuis la mission Apollo 11 en 1969, atterrir sur la Lune reste une entreprise complexe. La surface lunaire est parsemée de cratères, de rochers et d’irrégularités, qui compliquent chaque mission. Des échecs récents, comme celui de la sonde japonaise Hakuto-R, montrent que les agences spatiales continuent de se heurter à ces dangers.

Le professeur Hichem Snoussi, expert en IA de l’Université de technologie de Troyes, explique :

“Des problèmes surviennent souvent lors de l’atterrissage. La surface de la Lune a des cratères et de gros rochers qui rendent l’atterrissage risqué de petites sondes. Un atterrissage radiocommandé n’est pas possible en raison de la distance entre la Terre et la Lune. Par conséquent, il est important d’identifier à l’avance les sites d’atterrissage appropriés et d’évaluer l’état de la surface afin de rendre la mission plus sûre et d’augmenter les chances de succès. Si quelque chose dans ce système ne fonctionne pas, des équipements coûtant des millions deviendront des débris spatiaux”.

Pour relever ce défi, l’ESA a fait appel à l’expertise de l’Université de Technologie Européenne (EUt+), une alliance de neuf universités technologiques. Après un processus de sélection rigoureux, le projet dirigé par les professeurs Hichem Snoussi de l’UTT et Andreas Weinmann de la h_da, qui coopèrent étroitement au sein du laboratoire de science des données EUT+, a été retenu.

IA et zero-shot learning

Le cœur de ce projet réside dans l’utilisation d’une technique avancée d’apprentissage automatique, le zero-shot learning. Contrairement aux méthodes traditionnelles qui reposent sur d’importants volumes de données annotées manuellement, cette approche permet à l’IA de détecter des dangers à partir d’images existantes, sans nécessiter une classification préalable. Elle réduit considérablement le besoin d’intervention humaine, tout en augmentant la précision de la détection d’obstacles comme des rochers ou des cratères, souvent dissimulés sous des ombres.

Le professeur Andreas Weinmann souligne :

“Nous travaillons ici avec les dernières technologies du traitement de l’image et du langage. Nous utilisons des systèmes d’IA existants qui ont déjà été formés et qui en savent donc énormément, même s’il s’agit de connaissances sur d’autres données d’image que celles que nous utilisons. Nous spécifions maintenant ces systèmes pour notre cas d’utilisation : identifier les roches et les cratères à la surface de la Lune”.

L’objectif est de fournir une analyse en temps réel des images capturées, offrant ainsi des données fiables pour sécuriser les atterrissages. Le projet a été lancé officiellement le 9 juillet dernier au centre de l’ESA à Darmstadt, le doctorant Patrick Bauer, récemment diplômé de l’OTH Regensburg, accompagne les chercheurs dans ce projet. Il travaillera entre les trois sites de l’ESA, l’h_da et l’UTT, afin de superviser le développement et la mise en œuvre des algorithmes nécessaires pour détecter les anomalies à la surface de la Lune.

Vers des missions sécurisées

L’ESA espère réduire les risques d’échec lors des atterrissages lunaires et permettre à terme des missions habitées plus sûres et plus efficaces. Au-delà de la mission lunaire en cours, ce projet pourrait ouvrir la voie à d’autres collaborations entre l’ESA et les universités européennes.

Le professeur Hichem Snoussi conclut :

“L’ESA s’engage dans une aventure spatiale d’une envergure sans précédent, et notre contribution représente une pierre angulaire de ce projet ambitieux. En développant cette technologie, nous ne faisons pas seulement un pas vers la sécurité des atterrissages lunaires, mais nous ouvrons également la voie à de futures explorations audacieuses de l’espace.”