L’IA au service de la préservation des orques

L’intelligence artificielle est partout, y compris là où le grand public ne l’y attend pas forcément. Le domaine de la protection de la vie marine en est un parfait exemple. Les applications de l’IA y sont nombreuses : inspection et protection des habitats marins, préservation des espèces… Zoom sur une application du machine learning pour un logiciel de surveillance et de suivi de la trajectoire des mammifères marins.

Les orques : une espèce en danger

Les épaulards – ou plus communément appelé les orques – sont plus que jamais menacés de disparition du fait notamment de la pollution des océans, des nuisances sonores ou encore de la surpêche. Un constat que font de nombreuses associations et chercheurs.

Selon Fisheries and Oceans Canada, qui surveille et protège les populations d’orques en voie de disparition, les menaces les plus importantes sont la rareté des proies (comme le saumon quinnat, leur repas favori), les contaminants, ainsi que les perturbations liées à l’activité humaine et au passage des bateaux.

Dans une note publiée sur le blog de Google, Julie Cattiau, chef de produit Google IA précise :

“Autrefois, des centaines d’orques, ou épaulards, sillonnaient la mer des Salish, qui longe la Colombie-Britannique jusqu’à l’État de Washington, aux États-Unis. Aujourd’hui, la population d’orques résidentes du Sud – un sous-groupe d’épaulards – ne compte plus que 73 individus et lutte pour sa survie. Dans le cadre de notre travail sur l’intelligence artificielle pour le bien commun, et en association avec Fisheries and Oceans Canada, nous utilisons le machine learning afin de protéger cette population.”

Une IA pour détecter les sons des orques

Google a conçu un modèle d’intelligence artificielle qui permet d’automatiser la détection des sons émis par les orques dans la mer des Salish. Cette zone de l’océan Pacifique située au large de Seattle aux Etats-Unis et Vancouver au Canada a vu sa population d’orque diminuer ces dernières années.

En effet, les orques utilisent l’écholocation, le fait d’émettre des sons et d’écouter leur écho, pour se repérer, détecter des proies et communiquer entre eux. Mais les bruits émis par un nombre croissant de navires présents dans cette zone interfèrent avec les orques.
Le but est de prévenir les navires et bateaux dans la zone de leur présence afin qu’ils ralentissent et/ou changent de direction.

Julie Cattiau, chef de produit, Google AI, a présenté l’an dernier un projet basé sur du machine learning et des réseaux de neurones profonds permettant de protéger la population d’orques de la mer de Salish. Un cas d’usage très intéressant de ces technologies pour le bien commun sur lequel travaillent Google AI, Fisheries and Oceans Canada (DFO) et Rainforest Connection

Il s’agit comme le précise Julie Cattiau d’utiliser « les réseaux de neurones profonds pour suivre, surveiller et observer le comportement des épaulards dans la mer des Salish et envoyer des alertes aux autorités canadiennes. Grâce à cette information, les spécialistes des mammifères marins peuvent surveiller et traiter les animaux blessés, malades ou en détresse. En cas de déversement de pétrole, le système de détection permet aussi aux experts de localiser les orques et, au moyen d’équipement spécialisé, de modifier leur trajectoire afin de les éloigner du danger. »

Identification de 68 000 sons

Pour apprendre au modèle de machine learning à différencier les sons provenant des orques, environ 1 800 heures d’enregistrements audio sous l’eau ont été fournis à Google AI par Fisheries and Oceans Canada. Celui-ci est parvenu à identifier 68 000 sons sans aucun arrière-plan, incluant ceux produits par les orques et d’autres cétacés.

« Le modèle analyse en temps réel les bruits que Fisheries and Oceans Canada surveille à 12 endroits de l’habitat des orques résidentes du Sud. Lorsque le modèle repère un bruit indiquant la présence d’un épaulard, ce dernier s’affiche sur l’interface Web de Rainforest Connection et des alertes de localisation sont transmises à Fisheries and Oceans Canada et à d’autres partenaires clés en temps réel au moyen d’une application créée par Rainforest Connection. » souligne Julie Cattiau

Vidéo de l’interface Web de Rainforest Connection exécutant le modèle de détection d’orques de Google.

L’IA aide à la prévention des collisions

En outre, cette IA permet d’analyser en temps réel la totalité des sons provenant de l’océan. Quand un orque est détecté, une alerte est transmise à Fisheries and Oceans Canada. La prochaine étape est que cette information soit transmise directement aux gardes côtes canadiens afin qu’ils préviennent les navires dans cette zone de ralentir ou changer de trajectoire.

La suite du projet ?

Tenter de distinguer les trois sous-populations d’orques – les orques résidentes du Sud, les orques résidentes du Nord et les orques Biggs – afin de mieux surveiller leur santé et de les protéger en temps réel. Les progrès réalisés en technologie bioacoustique fondée sur l’intelligence artificielle aideront fortement à protéger la faune.

Sources :

https://www.usine-digitale.fr/article/l-intelligence-artificielle-au-secours-des-orques-dans-la-mer-des-salish.N994544

https://lestransitions.fr/2020/08/26/lia-qui-sauve-les-orques/

https://www.neoproduits.com/international/google-met-lintelligence-artificielle-au-secours-des-orques-dans-la-mer-des-salish/

https://canada-fr.googleblog.com/2020/01/lintelligence-artificielle-au-secours.html

https://www.cscience.ca/2021/01/06/un-algorithme-pour-reperer-les-baleines/

https://www.blog.google/technology/ai/protecting-orcas/