Protéger la biodiversité grâce à l’intelligence artificielle

Au fil du progrès technologique et social, de nouveaux moyens émergent afin d’assurer la préservation de la nature et des nombreuses espèces menacées.

L’IA fait partie de ces outils aux multiples domaines d’applications, capables d’automatiser et d’optimiser de nombreuses activités humaines, mais aussi de protéger la biodiversité et les écosystèmes.

Mais alors, qu’est-ce que l’intelligence artificielle ? Définition, histoire, fonctionnement, et application au service de la préservation de la biodiversité. Décryptage.

Qu’est-ce que l’intelligence artificielle ?

L’intelligence artificielle est souvent crainte et décriée, mais souvent mal comprise. L’IA désigne, avant tout, l’ensemble des théories, processus et techniques d’imitation de l’intelligence humaine, notamment dans les systèmes informatiques.

Définition de l’intelligence artificielle

L’IA (intelligence artificielle) ou AI en anglais (Artificial intelligence) désigne une vaste constellation de sciences, de théories, de techniques et de technologies reposant sur la simulation ou imitation du processus de l’intelligence humaine.

Autrement dit, elle permet aux machines de percevoir, comprendre, agir et apprendre à des niveaux d’intelligence comparables à ceux des êtres humains.

L’IA repose sur la création et l’application d’algorithmes exécutés par des systèmes évoluant dans un environnement informatique dynamique (capable de traiter les informations en temps réel).

Elle est à la jonction entre la sphère mathématique et celle des sciences cognitives. Elle se sert également des statistiques, des probabilités et des sciences informatiques.

En effet, l’IA fait non seulement appel à la logique mathématique pour résoudre des problèmes à forte complexité ; mais aussi à la neurobiologie computationnelle (méthodes de calcul pour mieux comprendre la structure et le fonctionnement des échanges neuronaux) pour imiter le fonctionnement du cerveau humain.

Comment est née l’intelligence artificielle ?

La première apparition du terme intelligence artificielle remonte aux années 1950, par le biais du mathématicien britannique Alan Turing.

C’est lors de cette année que ce dernier publie un article visionnaire et fondamental traitant de l’IA dans le journal trimestriel de l’Université d’Oxford.

Turing explore à l’époque, à travers ses réflexions, la possibilité que la machine puisse un jour penser et devenir consciente. Il est aujourd’hui reconnu comme le principal précurseur, voire l’inventeur de l’intelligence artificielle.

Il est également à l’origine de la machine de Turing (modèle abstrait du fonctionnement des appareils mécaniques de calcul, dont l’ordinateur).

Enfin, Turing est aussi célèbre grâce au fameux test de Turing, qui consiste à mesurer le degré d’intelligence de l’IA.

Lors de ce test, aussi appelé jeu de l’imitation, un être humain est mis en interaction verbale textuelle aveugle (par le biais d’un ordinateur) avec un autre ordinateur et un humain.

Si la première personne n’est pas capable de discerner qui de ses deux interlocuteurs est un ordinateur, le logiciel ou l’IA remporte le test de simulation d’intelligence humaine.

À quoi sert l’intelligence artificielle ?

Au fil du temps et du progrès, l’IA est devenue un outil complémentaire à l’expertise humaine dans de nombreux secteurs de la société.

L’intelligence artificielle permet entre autres d’automatiser de nombreuses tâches du quotidien, dans la vie personnelle des individus, mais aussi dans le cadre professionnel. Elle offre ainsi des expériences uniques et personnalisées à ses utilisateurs.

Les systèmes informatiques et numériques de nouvelle génération qui utilisent l’intelligence artificielle interviennent dans de multiples domaines d’applications.

En effet, l’IA peut être utilisée dans un nombre croissant de domaines parmi lesquels :

• Alimentation et agriculture : optimisation des semis, de l’entretien et des récoltes, robotique agricole, suivi des sols et des cultures, analyses prédictives, amélioration de la productivité…
• Aménagement du territoire et protection de la nature : préserver et protéger l’écosystème et les milieux naturels, préserver les habitats naturels des espèces aquatiques et terrestres, protéger la faune et la flore, assurer le suivi, la surveillance et la protection des réserves naturelles, zones humides, espaces protégés, ressources naturelles…
• Administration publique et services : relation usagers, détection des fraudes et ciblage des contrôles, meilleure extraction et analyse des données…
• Médical et scientifique : analyse prédictive, aide à la décision, opérations assistées, suivi des patients à distance, prothèses intelligentes, traitements personnalisés grâce au recoupement de données, robots compagnons, protéger la biodiversité…
• Transport : véhicules autonomes, gain de sécurité, de rapidité et d’efficacité notamment dans le domaine ferroviaire ou aérien…
• Internet : analyse de textes, correction et traduction, recommandations des moteurs de recherche, publicités ciblées…
• Industrie : gestion performante des stocks, anticipation des problèmes techniques avec solutions à l’appui, suivi et analyses du nombre de commandes journalières, hebdomadaires, mensuelles, annuelles…

Les domaines d’applications de l’IA sont infinis et concernent également le secteur bancaire, les logiciels photo, vidéo et audio, les jeux vidéo, le secteur militaire ou encore les objets connectés.

Comment fonctionne l’intelligence artificielle ?

Le fonctionnement de l’IA repose sur 3 facteurs indispensables : des systèmes informatiques puissants, une vaste quantité de données ou data, des algorithmes d’IA avancés (codes).

Une fois ces trois éléments réunis, penchons-nous sur les processus de fonctionnement de l’IA. Tout comme l’être humain, l’IA a besoin d’apprendre. Celle-ci emmagasine des informations à travers trois phases d’apprentissages.

L’apprentissage supervisé consiste à nourrir l’IA avec une vaste quantité de données. Après cet entraînement, elle est alors capable de reconnaître et de trier ces différents types de données par elle-même.

Le Machine Learning donne aux systèmes informatiques un libre accès aux données. La machine apprend ensuite de manière automatique et autonome, sans intervention humaine.

Enfin, le Deep Learning repose sur l’utilisation d’un vaste réseau neuronal, semblable à celui du cerveau humain. Un vaste schéma formé de couches et de milliers de connexions est capable de réagir à l’information afin d’affiner ses recherches, de s’enrichir en profondeur des bonnes et mauvaises réponses dans le but de se rapprocher toujours plus près du réel.

Pour résumer, le fonctionnement de l’intelligence artificielle repose sur la puissance de calcul des systèmes, l’apprentissage supervisé, automatique et profond à partir d’une vaste base de données, ainsi que l’application de codes (ou algorithmes) avancés.

Au terme de ces différentes étapes, l’IA est capable de comprendre un problème (ou une requête), de mesurer son degré d’importance et de complexité ; de passer toutes les solutions possibles au crible et de choisir la plus adaptée sur la base des situations passées similaires.

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Comment l’IA peut-elle aider à la préservation de la biodiversité ?

Comme expliqué ci-dessus, l’IA optimise les activités humaines dans tous les domaines. Bien heureusement, la préservation et la protection de l’environnement et des espaces naturels, de la faune et de la flore et des espèces menacées ne font pas exception à la règle.

L’intelligence artificielle, une arme pour lutter contre le braconnage

D’autres outils qui utilisent l’IA permettent d’agir pour la protection des espèces de faune protégées et menacées par le braconnage.

Des systèmes avancés permettent, par exemple, la collecte et l’analyse des données de protection des espèces sauvages provenant des autorités nationales.

L’IA peut également permettre de mieux comprendre le comportement des braconniers dans le but d’améliorer l’efficacité des patrouilles et la préservation de la faune sauvage.

Des algorithmes fonctionnant avec des drones et un avion volant à basse altitude ont déjà été élaborés. Ces systèmes permettent entre autres le suivi, le comptage des espèces afin de protéger la biodiversité et la faune sauvage.

Des systèmes d’alerte nommés RESOLVE et CVEDIA utilisent des appareils photos intelligents. Ces derniers sont capables d’identifier et de détecter certaines espèces protégées et menacées et de lancer une alerte instantanée vers les téléphones des gardes si des humains sont détectés.

L’intelligence artificielle au cœur d’un vaste challenge pour préserver la biodiversité marine

Alors que le One Ocean Summit a alerté les chefs d’États, les entreprises et la société civile sur les différentes menaces qui pèsent sur les mers et océans, l’IA fait à nouveau office d’outil d’aide complémentaire.

Depuis le 23 février 2022 et pour une durée de 4 ans, l’Agence nationale de recherche (ANR), en partenariat avec l’Agence française de développement (AFD), lance un challenge scientifique ambitieux et innovant (IA-BIODIV) qui allie intelligence artificielle et protection de la biodiversité marine.

Étudier et protéger la biodiversité marine représente un des défis majeurs de la communauté scientifique internationale. Les principales difficultés de ce secteur proviennent de la complexité des interactions entre les écosystèmes, combinée à l’hétérogénéité des données.

Le challenge IA-BIODIV vise essentiellement, à travers trois projets (AIME ; SMART-BIODIV et FISH-PREDICT), à optimiser les méthodes d’IA pour améliorer la recherche ; à concevoir des modèles et indicateurs de prédiction innovants ; et à élaborer des méthodes d’IA hybrides pour renforcer les connaissances relatives aux milieux marins.

L’intelligence artificielle au service de la préservation des aires marines protégées

L’IA permet également de surveiller et de protéger la biodiversité des zones marines protégées. C’est le cas dans le sud de la France, plus précisément dans le parc national de l’île de Port-Cros, située en mer Méditerranée, dans l’archipel côtier des îles d’Hyères.

Le projet visant à protéger la biodiversité de l’île associe le parc national de Port-Cros, BSB Marine et le Pôle Mer Méditerranée.

L’innovation technologique nommée EYESEA AMP est un système de surveillance automatisé qui utilise l’intelligence artificielle.

Alimentée par une large base de données en constante évolution, EYESEA AMP est capable d’observer et d’analyser en temps réel la situation et l’état de fréquentation des différentes zones de l’île.

En cas de détection d’atteintes aux espèces marines, l’alerte est envoyée aux différentes patrouilles de surveillance.