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Les robots ouvrent la voie à l'exploration spatiale

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Alors que l'humanité se prépare à briser une fois de plus les liens de la Terre, une nouvelle génération de robotique et d'intelligence artificielle est prête à nous aider à atteindre le système solaire.

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Les robots explorent déjà la surface de Mars, bien qu'elle puisse être lente, car ils s'arrêtent pour étudier leur environnement et attendent souvent des instructions de la Terre plutôt que de risquer de faire une erreur de jugement coûteuse. Plus de puissance de traitement embarqué et une meilleure reconnaissance des images offriront à la prochaine vague de robots spatiaux plus d'autonomie, mais cela dépend d'une nouvelle génération de matériel durci dans l'espace, selon Philippe Schoonejans - Chef d'équipe Robotique et projets futurs à l'Agence spatiale européenne. L'industrie de l'électronique est naturellement lente à mettre au point de nouveaux processeurs capables de relever les défis thermiques et radiologiques posés par les voyages spatiaux, explique M. Schoonejans, ce qui oblige le programme spatial à utiliser du matériel ancien.

Nous venons de terminer une série d'expériences pour déterminer la vitesse maximale possible d'un rover autonome, et nous l'avons poussée à environ deux kilomètres à l'heure. C'est beaucoup plus rapide que les rovers martiens d'aujourd'hui, mais toujours incroyablement lent par rapport à l'époque où l'on mettait une personne au volant, comme lorsque les astronautes d'Apollo ont conduit des rovers lunaires.

Les véhicules autonomes sur Terre peuvent suivre le marquage des voies et d'autres repères visuels, mais sur une autre planète, ils ont besoin d'une bien meilleure reconnaissance des images et d'une puissance de traitement embarquée, dit-il.

Confronté à un terrain peu contrasté et à un éclairage rude, un véhicule autonome peut avoir du mal à comprendre son environnement et avoir littéralement peur de sa propre ombre.

Outre l'exploration, les robots sont également appelés à jouer un rôle dans la préparation de missions habitées, comme la construction d'habitats en vue de l'arrivée de l'homme. L'Agence japonaise d'exploration aérospatiale (JAXA) teste actuellement des robots de construction autonomes, tels que des tracteurs et des rétrocaveuses, conçus pour travailler à l'unisson à la construction d'une base lunaire avec un minimum de supervision humaine. Selon la JAXA, l'un des défis à relever est l'absence d'un système de positionnement global permettant une navigation précise sur la Lune et sur Mars. Bien que la technologie GPS à haute altitude de la NASA ait le potentiel de tirer parti des satellites GPS de la Terre à partir de l'espace, d'autres progrès comme l'horloge atomique de l'espace profond pourraient éventuellement aider les robots à trouver leur chemin.

Pendant ce temps, l'Australie se concentre également sur la robotique dans son programme spatial, planifiant la construction d'un centre de commandement et de contrôle de la robotique, de l'automatisation et de l'IA en s'appuyant sur la technologie développée pour le secteur minier du pays, déclare Anthony Murfett - Directeur adjoint de l'Agence spatiale australienne.

Les activités minières et d'exploitation des ressources dans l'environnement hostile du Pilbara sont contrôlées à plus de 1 600 kilomètres de Perth, ce qui offre de nombreuses conditions analogues à celles de l'espace. Pour que les systèmes robotiques puissent fonctionner dans l'espace, ils doivent également faire face à des températures et des pressions extrêmement basses, ce qui signifie que les fabricants doivent tenir compte du fonctionnement de leur mécanique et de la distribution du carburant dans ces environnements.

L'amélioration de l'IA et de l'autonomie sera également la clé d'une nouvelle génération de robots " à mobilité extrême " conçus pour explorer des paysages plus dangereux comme les chaînes de montagnes, explique Issa Nesnas - superviseur du groupe Robotic Software Systems du Jet Propulsion Lab de la NASA.

Les robots peuvent toujours renvoyer toutes les informations à la Terre lorsqu'ils sont confrontés à un terrain difficile, mais cela signifie que votre progression est très lente. La capacité d'évaluer les dangers de façon autonome est quelque chose que nous recherchons, non seulement pour traverser un terrain accidenté, mais aussi pour travailler dans des conditions atmosphériques difficiles et dans des conditions de faible pesanteur.

Bien que ces types de robots autonomes formeront l'avant-garde de l'exploration spatiale, M. Nesnas affirme que la construction de robots qui peuvent travailler côte à côte avec les humains présente des défis supplémentaires. Les Russes ont récemment envoyé un robot humanoïde nommé "Fedor" à la Station spatiale internationale. D'une hauteur de deux mètres et doté de mains d'une dextérité humaine, Fiodor est capable de se déplacer de façon autonome, régie par des algorithmes pour s'assurer qu'il n'endommage pas accidentellement la station spatiale. M. Nesnas entrevoit un avenir pour les robots dans l'espace, travaillant aux côtés des astronautes, mais affirme que la collaboration exige une meilleure connaissance de la situation.

Ce n'est pas seulement une question d'intelligence et de dextérité, il s'agit aussi d'assurer la sécurité des astronautes et de leur équipement comme les vaisseaux spatiaux. Lors du développement de ces technologies, je m'attends à ce que nous nous tournions vers des robots industriels collaboratifs dans les usines à la recherche de moyens de rendre le travail avec des personnes dans l'espace plus sûr pour les robots.

Le Fedor de Russie est un "système d'auto-apprentissage", c'est-à-dire qu'il est capable d'apprendre à accomplir de nouvelles tâches. Alors que l'intelligence artificielle et l'apprentissage automatique joueront un rôle clé dans l'exploration spatiale, M. Schoonejans de l'ESA affirme qu'il préférerait que les robots fassent leur apprentissage sur Terre avant de s'aventurer dans l'espace profond.

Une fois qu'un robot a été déployé, nous devons être en mesure de reproduire les résultats sur Terre pour vérifier sa performance opérationnelle, mais cela devient plus difficile si le robot continue à apprendre une fois sur le terrain. Nous aurions probablement des robots apprenant dans des environnements simulés sur Terre, ce qui nous permettrait de vérifier cet apprentissage et de tester le robot avant de l'envoyer dans l'espace, plutôt que de le laisser apprendre par lui-même à la surface de Mars.

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