Un nouveau système de rover capable de prendre ses propres décisions et… d’improviser
Les rovers sont de formidables chefs-d’œuvre d’ingénierie destinés à fonctionner dans les conditions environnementales les plus hostiles. Toutefois, même si les versions les plus récentes de ces laboratoires scientifiques sur roues sont capables d’effectuer certaines opérations de manière autonome, il existe encore de nombreuses situations qu’ils sont incapables de gérer seuls. Imaginons qu’un rover doive parcourir une très longue distance à la surface de la Lune ou de Mars. En chemin, il est susceptible de faire face à des dangers imprévus liés à son environnement, ou de découvrir des éléments intéressants qui attisent sa curiosité scientifique. Il existe actuellement deux façons de faire face à ce type de situation: les téléopérations ou les plans séquentiels embarqués mis au point sur Terre par toute une armée d’opérateurs de mission et de scientifiques. Mais le consortium ADE (Autonomous decision making in very long traverses) propose une nouvelle alternative: un démonstrateur reposant uniquement sur une prise de décision autonome effectuée par le rover lui-même. «Nous avons proposé un système disposant d’un planificateur embarqué capable de décomposer des objectifs de haut niveau – par exemple, déplacer un échantillon d’un point A vers un point B ou prendre une image à une position donnée – en actions totalement indépendantes du contrôle humain, et nous en avons fait une démonstration réussie», explique Mariella Graziano, directrice exécutive des systèmes de vol et de la robotique chez GMV. «Nous y sommes parvenus grâce à une capacité de navigation autonome, un agent scientifique pour rechercher des motifs d’intérêt et les analyser, un nouveau système de détection, d’isolation et de récupération des pannes (FDIR, pour «fault detection, isolation and recovery»), une analyse de la traversabilité du sol, et bien d’autres caractéristiques complexes.» Le nouveau rover est un système de systèmes impressionnant et complexe, mais ce qui fait vraiment la différence, et qui est même «révolutionnaire» selon les mots de Jorge Ocon, coordinateur du projet, c’est son système de planification de mission. «L’approche consistant à ajouter un planificateur dynamique à bord et à le combiner avec les autres sous-systèmes du rover représente une avancée incontestable. Il s’agit d’une toute nouvelle façon de commander et de gérer les missions spatiales qui permettra d’accroître les performances, la fiabilité et l’optimisation des ressources embarquées dans des environnements inconnus et critiques», fait-il remarquer. Autrement dit, ADE propose un changement de paradigme dans lequel les opérateurs de la station au sol disent au robot ce qu’il doit faire, mais le laissent décider comment le faire. Tout cela devrait permettre de réduire le temps nécessaire à l’exécution des opérations du rover sur Mars ou sur la Lune, d’accroître les retombées scientifiques et d’améliorer la résilience du rover.
Cap sur l’ultime frontière… mais pas seulement
Grâce à ses prises de décision autonomes, le système ADE pourrait s’avérer essentiel au succès des futures explorations humaines de Mars et de la Lune. Les astronautes qui y poseront un jour le pied auront besoin de tous les renseignements possibles pour garantir leur survie, ce qui passe par une connaissance précise de l’environnement planétaire, de la localisation des ressources et même des endroits où des colonies peuvent être établies. Mais cette technologie peut aussi trouver son utilité sur Terre. «Les capacités d’ADE peuvent être utilisées dans des environnements nucléaires ou miniers, lors de missions de recherche et de sauvetage ou au cours d’opérations sous-marines, et prouver pourquoi ces applications potentielles représentaient un objectif secondaire du projet», ajoute Mariella Graziano. GMV a réussi à mettre au point un démonstrateur capable de caractériser une zone de manière autonome, de détecter et de délimiter les zones de forte radioactivité dans une centrale nucléaire et de repérer les fuites qui pourraient nécessiter une intervention humaine. Alors que le projet est désormais terminé, GMV va continuer à faire évoluer sa nouvelle technologie, que l’équipe espère voir exploitée aussi bien au cours de futures missions d’exploration spatiale que lors de missions délicates, ici sur Terre.
Mots‑clés
ADE, Lune, Mars, exploration spatiale, rover, autonome, exploitation minière, nucléaire