Projet CIAR : deux premières en intelligence artificielle embarquée à bord de satellites

Le projet « Chaîne Image Autonome et Réactive » (CIAR) étudie les technologies permettant de déployer de l’Intelligence Artificielle (IA) pour le traitement de l’image sur des systèmes embarqués (satellites, drones de livraison, etc.).

Pour cela, trois défis interdépendants sont relevés :

• La définition du cas d’utilisation et la constitution de bases de données image.
• La conception d’IA performantes et adaptées aux contraintes des systèmes embarqués.
• L’optimisation et l’implémentation matérielle des algorithmes sélectionnés.

Depuis plusieurs années, l’équipe CIAR collabore avec l’Agence Spatiale Européenne (ESA) sur la mission OPS-SAT. Le 22 mars 2021, l’équipe a réussi à télécharger un réseau de neurones sur le FPGA (field-program – mable gate array) embarqué dans ce satellite et à mettre à jour à distance, depuis une station sol, d’un réseau de neurones artificiel embarqué sur un satellite. L’IRT Saint Exupéry illustre ainsi sa capacité à traiter l’ensemble de ces défis techniques.
Par ces premières en orbite, l’IRT Saint Exupéry démontre la possibilité d’exploiter les capacités de reprogrammation des FPGA pour améliorer l’Intelligence Artificielle à distance et faire évoluer la mission des satellites après leur lancement. L’utilisation d’un FPGA permet également d’allier précision de l’algorithme, rapidité d’exécution et faible consommation. Le traitement des images pour extraire de l’information utile en temps réel va permettre des fonctions d’optimisation, d’alerte et de reconfiguration automatique depuis l’espace. Tant qu’OPS-SAT restera fonctionnel, l’équipe CIAR prévoit de développer d’autres algorithmes d’IA et de comparer leurs performances en orbite. De nouvelles publications scientifiques sont prévues.
Le projet s’intéresse également à d’autres cas d’applications de l’IA au traitement d’image, comme l’amélioration de la détection et du pistage des piétons évoluant autour de drones de livraison autonomes.