Dessiner une nouvelle ère technologique

^{Texte: Peter Bader}

L’intelligence artificielle (IA) s’invite d’ores et déjà dans notre quotidien, et ce de nombreuses façons: moteurs de recherche et traduction automatique, systèmes de navigation dans les voitures ou encore recherche des défauts dans l’industrie. L’IA repose sur le principe de l’apprentissage automatique. Il s’agit ainsi d’alimenter l’ordinateur avec des données existantes et de l’entrainer à résoudre des tâches impliquant des données similaires afin d’en tirer par exemple des prévisions pour l’avenir. Le principe de l’apprentissage automatique était déjà connu dans les années soixante, mais il faudra attendre le début des années 2000 pour qu’il soit mis à profit. En effet, les progrès du matériel informatique et l’explosion des volumes de données (big data) ont permis pour la première fois à l’IA d’obtenir de bons résultats. Et depuis le lancement du robot conversationnel ChatGPT en 2022, il ne fait aucun doute que les technologies d’IA ont le pouvoir de transformer en profondeur notre façon de travailler ou d’apprendre.

Un soutien pour les humains

Si le sujet nourrit autant de peurs, c’est aussi parce que l’humain redoute d’être remplacé par l’IA dans des pans entiers de son activité. La BFH-TI privilégie une approche différente: «Les technologies d’IA ont vocation à soutenir l’humain et non à le remplacer», explique Mascha Kurpicz-Briki, codirectrice du nouveau laboratoire Generative AI Lab.

La BFH-TI a élaboré de nouvelles filières et offres de formation continue sur le thème de l’IA. Depuis l’automne dernier, elle propose la filière de bachelor «Data Engineering», qui associe l’ingénierie logicielle à l’apprentissage automatique et à l’analyse des données. «Elle constitue ainsi un socle idéal pour les métiers en forte croissance liés à l’IA et au développement logiciel», souligne Peter Brunner, directeur de la recherche et des services au département Technique et informatique. Dans la formation continue, l’IA et l’apprentissage automatique font partie intégrante du MAS «Data Science». Les approches traditionnelles en matière d’analyse de données sont abordées dans le CAS «Analyse des données» et l’apprentissage par renforcement profond est traité dans le CAS «Intelligence Artificielle».

Des robots aux radiographies

Dans le domaine de l’IA comme ailleurs, la recherche vise à résoudre des problèmes concrets. «Comme toujours à la BFH-TI, le transfert des connaissances scientifiques dans la pratique est au cœur de notre activité», explique Peter Brunner. Voici quelques exemples de projets illustrant l’étendue thématique de la recherche en IA à la BFH-TI.

Robotique:
Dans le cadre d’un mémoire de bachelor, Florian Burri, diplômé de la filière Microtechnique et technique médicale à la BFH-TI, a mis au point un système inédit de « dévracage », basé sur l’apprentissage profond et sur un concept du Centre suisse d’électronique et de microtechnique (CSEM). Le procédé consiste à saisir des pièces dans un bac à l’aide d’un bras de robot en vue de leur utilisation industrielle ultérieure. Le système mis au point par Florian Burri permet d’utiliser du matériel bon marché sans remettre en cause la capacité d’orienta­tion du robot. Selon les composants, il peut être entrainé du jour au lendemain avec des données produites artificiellement et fonctionne du premier coup avec des données réelles. Il a donné de bons résultats avec des pièces de petite taille et des pièces métalliques à forte réflexion. Le fabricant fribourgeois d’installations industrielles asyril s’est associé au CSEM (où Florian Burri est employé) pour poursuivre le développement du ­système, désormais proposé par asyril dans le nouveau produit «Merlin».

Environnement:
Le changement climatique aura probablement un impact majeur sur les cours d’eau suisses dans les décennies à venir. Que ce soit pour les humains, les animaux, les végétaux ou les applications industrielles, ce n’est pas seulement la disponibilité de l’eau qui compte, mais aussi sa température. Il est donc crucial d’être en mesure de prévoir les températures à long terme. Cependant, avec les technologies actuelles, même un superordinateur aurait besoin de plusieurs années pour simuler avec précision la température des cours d’eau sur une large portion d’espace et de temps. Sous la direction de la professeure Vidushi Christina Bigler, la BFH-TI mène actuellement un projet autour d’une approche plus efficace, basée sur l’apprentissage profond et la théorie des graphes. Les résultats de ce projet pourraient avoir un impact considérable sur la gestion des ressources en eau en Suisse.

Médecine:
Les services de radiologie subissent une forte pression en termes de travail et des contraintes économiques importantes. Sous la direction de la professeure Kerstin Denecke et dans le cadre du projet «Smaragd» mené en collaboration avec l’Hôpital de l’Ile à Berne, la BFH-TI œuvre à faciliter les traitements au quotidien: il s’agit d’une part de mener l’entretien d’admission et d’anamnèse avec les patient-e-s à l’aide d’un robot conversationnel. D’autre part, il est envisagé de structurer les comptes rendus de résultats des radiologues sur la base de grands modèles de langage (LLM) de façon à prioriser les informations les plus pertinentes pour les traitements ultérieurs.

Technique automobile:
Les transports publics bernois ont testé le minibus «Matte-Schnägg» en conduite entièrement autonome dans le cadre d’un essai pilote de 2019 à 2021. Résultat: il n’a pas réussi à faire ses preuves pour assurer des courses fiables entre l’arrêt et la porte d’entrée (dernier kilomètre). Sous la direction du professeur Peter Affolter, la BFH-TI s’emploie aujourd’hui à reprendre ce véhicule en vue de l’améliorer. Grâce à l’intégration d’algorithmes d’IA modernes, il sait désormais reconnaitre la route, les obstacles et les autres usagers de la route de manière plus fiable et s’intègre avec plus de souplesse dans la circulation. Avec le centre d’essais de Vauffelin et ses propres véhicules, la BFH-TI a pour objectif de devenir un centre de recherche et d’essai en matière de conduite autonome au service de l’économie, de l’industrie et des pouvoirs publics.

Batteries:
Le laboratoire de systèmes de batteries de la BFH-TI développe des algorithmes destinés à évaluer l’état de santé (SOH) et la durée d’utilisation résiduelle des batteries Li-ion. Le SOH est par exemple essentiel pour les véhicules électriques, où la performance de la batterie a un impact direct sur l’autonomie, la sécurité et l’efficacité globale. Des méthodes permettant de traiter de petits volumes de données et de quantifier les incertitudes complèteront les prévisions de la boite à outils IA à l’avenir. Cela devrait rendre les prévisions plus précises et fiables, deux critères essentiels lorsqu’on collabore avec des partenaires industriels.