Améliorer la vie à bord de la Station spatiale internationale (ISS)
Comment un robot avec un système de capteurs basé sur l’IA pourrait faciliter la vie quotidienne des astronautes
La technologie SoundSee de Bosch pourrait alerter l'équipage à bord de la Station spatiale internationale (ISS) en cas de défauts. Un ancien astronaute participe au développement : Michael Foale sait ce qui est important dans l'espace.
Balades en orbite
L'espace est un lieu familier pour Michael Foale. En tant qu'astronaute, il y a voyagé six fois entre 1992 et 2004 et, en 2003, il a été commandant de la Station spatiale internationale (ISS) pendant six mois. Il a fait quatre sorties dans l'espace au cours de ses voyages : « Je me souviens de ma première sortie dans l’espace comme si c’était hier », raconte-t-il. « Quand je suis sorti de la navette spatiale, j’ai vu la Terre et la Voie lactée. C’était juste époustouflant. » Pour lui, qui rêvait de l’espace depuis ses six ans, le rêve est devenu réalité. « J’ai toujours voulu aller dans l’espace, surtout pour profiter d’une vue fantastique », explique Michael Foale.
374 jours
C'est le nombre de jours que Michael Foale a passé dans l'espace. Jusqu'en 2008, c'était le record pour un astronaute américain.
Le potentiel des voyages spatiaux
Aujourd'hui, Michael Foale a 62 ans et ses jours en orbite terrestre à bord de fusées appartiennent au passé. Mais son enthousiasme pour les voyages spatiaux est indéfectible – et il tient à le transmettre aux autres.
Il est persuadé que le domaine du tourisme spatial a un fort potentiel : « J'espère qu’à l’avenir, de plus en plus de gens auront la possibilité de voyager dans l'espace. Je pense que cela susciterait un nouvel enthousiasme pour l’exploration de l'espace, qui conduirait à la création d'entreprises privées autofinancées qui n’auront plus à compter sur le financement public. » Ces entreprises pourraient accélérer l’exploration spatiale et le développement de nouvelles technologies. Nous récoltons déjà les bénéfices d'innovations de l’astronautique, comme les alarmes incendie, les matériaux cellulaires/en mousse et les capteurs d'images pour les caméras de téléphone portable, par exemple.
De nombreux scientifiques pensent que l'humanité devrait s'étendre dans l'espace afin de répondre à la demande croissante de ressources en extrayant des matières premières sur des astéroïdes et en colonisant de nouvelles planètes.
Michael Foale est convaincu que les robots joueront un rôle central dans les futurs voyages spatiaux. « Je pense que la collaboration étroite entre les humains et les machines changera la vie et que les robots seront très utiles pour l'exploration spatiale », explique Michael Foale. C’est pourquoi il fait partie d’un groupe de chercheurs qui travaillent au développement de robots destinés à l’espace. Dans le cadre de cette initiative, SoundSee, un système de capteurs Bosch pour l'analyse audio approfondie, sera installé dans l'ISS. Une fois qu’il sera arrivé, la capacité de SoundSee à identifier les pannes de machines et d’appareils par l’analyse du bruit sera testée.
Mini robot avec microphones
La technologie SoundSee pour l'ISS a été développée par Bosch et Astrobotic, une entreprise américaine spécialisée dans la robotique spatiale. Michael Foale aide l'équipe en faisant des essais sur Terre depuis environ un an. Le système SoundSee est monté sur Astrobee, un mini robot cubique développé par la NASA qui flotte de manière autonome dans l’ISS. De ce point de vue, les microphones SoundSee sont censés enregistrer en continu les bruits de fonctionnement des machines et équipements à bord de la station spatiale.
Ecouter les dysfonctionnements avec SoundSee
Les fichiers audio doivent ensuite être renvoyés sur Terre pour évaluation par les scientifiques de Bosch. Les chercheurs espèrent pouvoir déterminer si les bruits de fonctionnement émis par les machines individuelles correspondent aux motifs sonores typiques ou s’en écartent. En utilisant les signatures sonores anormales, ils pourraient alors déterminer si les machines connaissent des dysfonctionnements techniques ou si un dysfonctionnement devrait être attendu dans un avenir proche. « Ces contrôles sont particulièrement importants pour les systèmes vitaux à bord de l’ISS, tels que les systèmes de traitement de l’air ou d’éclairage », explique Michael Foale. Si SoundSee informe les scientifiques d'une panne imminente, l'équipage de l’ISS pourra être avertie en conséquence afin de pouvoir réparer la machine concernée ou remplacer les composants défectueux.
Gain de temps pour les astronautes occupés
A l’automne 2019, le système de capteurs a été envoyé à l’ISS à bord d’une fusée. Michael Foale estime que SoundSee constituera une aide vitale pour le travail quotidien des astronautes : « Sur l’ISS, votre journée de travail comprend une multitude de tâches. Les astronautes entreprennent des études sur les effets de la gravité zéro sur les cellules, les plantes et l'organisme humain. Ces connaissances sont très importantes pour la planification et la mise en œuvre des futures missions spatiales. Un programme sportif fait également partie de la vie quotidienne sur l’ISS. Les muscles des astronautes s’atrophient plus rapidement dans l’espace que sur la Terre en raison du manque d’activité qui va de pair avec une gravité nulle. Les astronautes doivent donc faire des exercices musculaires afin d’éviter les problèmes de santé lorsqu'ils reviendront sur Terre. En outre, les astronautes sont également constamment occupés à contrôler les équipements embarqués pour détecter les dysfonctionnements. C’est là que SoundSee pourrait intervenir. » Ce système permettrait de faire gagner du temps aux astronautes, temps qu'ils pourraient consacrer à des choses plus importantes. Si le dépanneur flottant fonctionne comme prévu, il pourrait également avertir l’équipage avant la survenue des dysfonctionnements. Cela permettrait de gagner encore plus de temps : « Il est plus facile d'entretenir une machine que de la réparer après un dysfonctionnement », explique Michael Foale.
Un contrôle utile sur Terre et au-delà
Si l’essai à bord de l’ISS est réussi, l’intégration de l’intelligence artificielle (IA) sera la prochaine étape probable. L’IA pourrait analyser les données audio et automatiser le processus de dépannage. SoundSee sera peut-être un jour de série sur les engins spatiaux, un outil indispensable pour aider à l'exploration humaine de l'espace. Mais indépendamment de ce que réserve l’avenir en matière de voyage spatial, les développeurs de SoundSee sont persuadés que les essais à bord de l’ISS donneront des résultats qui pourront également s’avérer utiles sur Terre. SoundSee pourra être utilisé pour contrôler les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation ou les moteurs de véhicules, par exemple. En attendant, l'espace est pour les développeurs le laboratoire d'essai idéal pour affiner le système de capteurs, non pas à cause des vues exceptionnelles, mais parce que le vide de l'espace est bien moins bruyant que la surface de la Terre.
SoundSee : l’analyse audio rend l’ISS plus sûre
Dr. Colin Michael Foale, 62 ans
ancien astronaute américain et commandant de l’ISS
Colin Michael Foale est d’origine britannique. Il a étudié la physique à l'Université de Cambridge, où il a obtenu son doctorat en astrophysique en 1982. Après avoir obtenu son diplôme, il s'est installé aux Etats-Unis afin de travailler pour l'avionneur McDonnell Douglas avant de rejoindre la NASA en 1983 où il a exercé au centre de contrôle des vols du Johnson Space Center à Houston, au Texas. Neuf ans plus tard, il s'envole pour la première fois dans l'espace.
En tant qu'astronaute, Michael Foale a participé à six vols spatiaux et passé un total de 374 jours dans l'espace. En 2013, il a quitté la NASA pour appliquer des méthodes d'apprentissage automatique aux véhicules aéronautiques dans le cadre de sa société, Foale Aerospace, Inc.
Résumé
Le système de capteurs Bosch SoundSee sera testé dans la Station spatiale internationale (ISS). Son rôle est d'enregistrer le bruit du fonctionnement des machines, qui sera ensuite analysé par les chercheurs sur Terre dans le but de détecter tout dysfonctionnement technique. Si l’essai est un succès, SoundSee pourrait gérer les inspections des machines à bord et donner un répit bien mérité aux astronautes.