De si grandes hauteurs : Marlos C. Machado présente ses recherches au Jasper Dark Sky Festival

Cet article a été rédigé par Marlos C. Machado, boursier Amii et titulaire de la chaire d'IA du CIFAR au Canada. Marlos C. MachadoMarlos C. Machado est professeur adjoint d'informatique à l'Université de l'Alberta. Il conçoit des algorithmes qui apprennent des abstractions pour améliorer l'attribution de crédits, la généralisation et l'exploration dans l'apprentissage par renforcement.

En novembre 2023, M. Machado a présenté un exposé fascinant intitulé "Flying Balloons in the Stratosphere of AI" (ballons volants dans la stratosphère de l'IA) lors du Jasper Dark Sky Festival - un festival annuel célébrant les merveilles solaires et les délices stellaires, au cœur de l'une des réserves de ciel étoilé les plus époustouflantes, le parc national de Jasper.

Dans les lignes qui suivent, M. Machado revient sur son expérience au festival, fait le lien entre les ballons stratosphériques et les sciences spatiales et renforce la nature interdisciplinaire de la science.

Dans cet exposé, je me suis penché sur nos travaux de développement d'un algorithme d'intelligence artificielle (IA) destiné à servir de contrôleur de vol performant pour les ballons à superpression.

Notre solution a surpassé les méthodes de contrôle conçues par l'homme, démontrant ainsi son efficacité à résoudre les problèmes de contrôle autonome dans le monde réel, là où les approches conventionnelles et l'intervention humaine ne suffisent pas. Notre solution était non seulement plus précise, mais aussi plus économe en énergie.

Pour le Jasper Dark Sky Festival, j'ai présenté une vue d'ensemble des concepts fondamentaux de l'IA utilisés dans le projet, en donnant un aperçu du processus de développement et en mettant en lumière les comportements intrigants appris par le système d'IA.

Un exemple que j'aime partager est que, simplement en "expérimentant" la physique dans le monde, notre système a appris à stocker l'énergie potentielle pour devenir plus efficace en termes de puissance. Il l'a fait en contrôlant l'altitude à laquelle il se trouvait en fin de journée lorsque l'énergie solaire n'était pas disponible.

Ballons à superpression et sciences spatiales

Cette conférence était particulièrement adaptée au Jasper Dark Sky Festival, car les ballons à surpression sont étroitement liés à la science spatiale :

• La stratosphère est une région unique, située entre les altitudes auxquelles les satellites et les avions opèrent généralement.
• Il se caractérise par sa proximité avec la couche d'ozone et présente certaines similitudes avec l'environnement spatial.
• C'est dans ce domaine que résident les ballons à haute pression et à haute altitude, qui offrent diverses applications telles que la surveillance météorologique, la photographie aérienne, les télécommunications et la validation technologique pour les missions spatiales de longue durée.

Comme le souligne l'Agence spatiale canadienne, "les ballons stratosphériques offrent une plateforme rentable pour faire progresser les sciences spatiales".

Les yeux sur le ciel

La présentation de nos travaux sur l'utilisation de l'IA pour contrôler les ballons à surpression lors du festival Dark Sky de Jasper a été particulièrement passionnante, étant donné le large attrait du projet. Comme l'écrivait David Bourgeois en 1784, "l'idée de prendre l'air, de voler dans le ciel et de naviguer dans l'éther a toujours tellement séduit l'humanité qu'elle apparaît dans de nombreuses légendes classiques et contes populaires depuis la plus lointaine antiquité" ; faire naviguer efficacement des ballons était un défi historique.

Il s'agit d'un sujet qui met en évidence la nature interdisciplinaire de la science, en soulignant, comme je l'ai fait dans mon exposé, que la science est une entreprise multidisciplinaire et que l'IA peut être utilisée pour nous permettre d'atteindre de plus hauts sommets (je n'ai pas pu résister au jeu de mots).

Comme l'a écrit Richard Holmes, "nous avons peut-être besoin des trois choses qu'une culture scientifique peut soutenir : le sens de l'émerveillement individuel, le pouvoir de l'espoir et la croyance vive mais interrogative en un avenir pour le globe".

Regardez Marlo parler de son travail sur l'apprentissage par renforcement pour faire naviguer de manière autonome des ballons stratosphériques dans ce Meetup sur l'IA précédemment enregistré.

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