Trois choses que vous devriez savoir sur l’intelligence artificielle, la défense planétaire et l’insuline

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Voici Renée-Claude Goulet, Cassandra Marion et Michelle Campbell Mekarski.

Ces conseillères scientifiques d’Ingenium fournissent des conseils éclairés sur des sujets importants pour le Musée de l’agriculture et de l’alimentation du Canada, le Musée de l’aviation et de l’espace du Canada et le Musée des sciences et de la technologie du Canada.

Dans cette captivante série mensuelle de billets publiés sur le blogue, les conseillères scientifiques d’Ingenium présentent des « pépites » d’information insolite en lien avec leur champ d’expertise respectif. Pour l’édition de novembre, elles traiteront de la façon dont l’intelligence artificielle peut automatiser les serricultures, de la prochaine mission de défense contre les astéroïdes de la NASA et de la raison pour laquelle l’insuline est si essentielle à notre corps. 

L’intelligence artificielle aide à faire pousser les concombres

Si vous avez déjà essayé de cultiver vos propres légumes, vous savez que cela demande beaucoup de temps et d’efforts pour maintenir les plantes en santé et obtenir une récolte abondante. Et si vous pouviez faire pousser plus de légumes dans un espace plus petit... et en réduisant le travail manuel? L’intelligence artificielle (IA) a exactement ce potentiel. 

En 2018, un chercheur d’Agriculture et Agroalimentaire Canada ainsi qu’une équipe d’experts multidisciplinaires ont remporté la première place du défi sur les serres autonomes (Autonomous Greenhouse Challenge). En seulement quatre mois, Dr Xiuming Hao et son équipe ont cultivé environ 14 400 concombres dans une serre de 96 m2 contrôlée à distance. À l’aide d’un tableau de bord d’IA, l’équipe surveillait constamment la culture afin de s’assurer que les quantités d’eau et de lumière ainsi que la température étaient optimales. Grâce à l’observation de 300 photos de la culture chaque jour, ils pouvaient surveiller même les plus petits signes de problèmes, et enseigner à un ordinateur comment les reconnaître et agir.

Tout comme la serre de Dr Hao, l’IA aujourd’hui repose sur l’apprentissage automatique et la reconnaissance avancée de formes. C’est-à-dire que l’IA n’est pas autonome et sensible, comme dans les films de science-fiction. Elle nécessite l’apport des humains qui alimentent les ordinateurs en données réelles et en explications sur la signification de ces données, les entraînant ainsi à reconnaître des formes et à prendre des décisions. Ensuite, ces ordinateurs recueillent sans cesse des données à l’aide de capteurs, les interprètent, formulent des prévisions, et font des ajustements aux systèmes auxquels ils sont reliés. Les ordinateurs dédiés à l’intelligence artificielle, en détectant des formes dans les données, peuvent apprendre par eux-mêmes à devenir plus efficaces pour réaliser ce pour quoi ils sont programmés. 

Les entreprises développent de plus en plus de systèmes d’IA pour automatiser un bon nombre des activités quotidiennes dans les serres, qu’il s’agisse de la régulation du climat, de la lutte antiparasitaire intégrée ou du contrôle des maladies. En fait, il est maintenant possible de détecter les conditions indiquant des problèmes de santé dans les plantes avant même qu’ils apparaissent. Tout cela, grâce à des caméras et à des capteurs qui envoient des données à des programmes d’IA. De nombreux groupes participent à la recherche. Par exemple, un programme au Vineland Research and Innovation Centre se concentre sur le développement de systèmes de vision artificielle, lesquels se servent de caméras pour « détecter, situer et caractériser les concombres dans une serre ». 

Tous ces éléments sont bons pour la durabilité, particulièrement dans un pays comme le Canada, où les rudes hivers signifient que l’accès à des produits frais et locaux se limite à une période de l’année. Grâce à plus de 800 serricultures de légumes commerciales, les Canadiens peuvent trouver des tomates, des concombres, les laitues, des haricots verts et jaunes, des aubergines, des herbes et des poivrons frais et cultivés localement dans les épiceries tout au long de l’année. 

Voici encore plus de bonnes nouvelles : la vente locale de produits cultivés en serre réduit la distance que parcourent les aliments pour se rendre aux consommateurs, diminuant ainsi les émissions de gaz à effet de serre associés aux aliments importés. Si l’automatisation s’améliore, les Canadiens pourraient cultiver une plus grande gamme de produits à proximité. Devant la diminution des terres agricoles, les changements climatiques, la population croissante et l’accent sur la consommation locale, les serres automatisées occuperont certainement une plus grande partie de notre système alimentaire.  

Par Renée-Claude Goulet

Une illustration artistique de deux astéroïdes, le plus gros en avant-plan. Deux engins spatiaux, chacun doté de longs panneaux solaires fixés de chaque côté, s’approchent des astéroïdes.

Une illustration de deux astéroïdes, Didymos A et sa lune Didymos B (Dimorphos), avec l’engin spatial DART de la NASA et le satellite cube de l’Agence spatiale italienne.

Un test pour sauver la planète : la NASA lancera sa première mission de défense contre les astéroïdes

La NASA prévoit lancer un engin spatial qui percutera intentionnellement un astéroïde, le tout au nom de la défense planétaire. 

Le lancement de la mission Double Asteroid Redirection Test (DART) à bord d’une fusée Falcon 9 est prévu pour le 24 novembre 2021. Elle mettra environ une année pour atteindre l’astéroïde Didymos et sa minilune, officieusement nommée Dimorphos. Les deux corps forment ce qu’on appelle un astéroïde binaire, c’est-à-dire qu’un des astéroïdes orbite autour de l’autre. Le plan consiste à percuter Dimorphos, qui fait 160 m de large, avec l’engin spatial, et ce, le plus fort possible. 

On espère ainsi que l’impact modifiera l’orbite de Dimorphos. Le choc le fera dévier un peu de sa trajectoire en changeant la vitesse de son orbite. Même si la modification sera toute petite, elle devrait être suffisamment importante pour que par les chercheurs sur Terre puissent l’observer à l’aide d’un télescope. La paire binaire a été choisie comme cible, car il est beaucoup plus simple d’observer les effets après le choc d’une petite lune relativement à l’astéroïde plus gros autour duquel elle orbite, que de détecter les changements subtils de la trajectoire d’un seul astéroïde. La NASA espère obtenir des preuves qu’une approche semblable pourrait être utilisée à l’avenir pour détourner un objet potentiellement dangereux pouvant poser un risque pour la Terre. 

Ne vous en faites pas, les astéroïdes Didymos ne sont pas en route pour entrer en collision avec la Terre! En fait, actuellement, aucun astéroïde connu ne représente une de menace imminente. Cependant, il y a plus de 20 000 géocroiseurs, soit des corps rocheux qui orbitent autour du Soleil, mais qui passent près de la Terre. Environ 5 000 d’entre eux sont considérés comme étant des objets potentiellement dangereux, car ils font plus de 100 mètres de diamètre et pourraient vraisemblablement heurter notre planète. Plusieurs agences spatiales dans le monde travaillent sur diverses stratégies et technologies pour atténuer l’impact d’un objet potentiellement dangereux. La mission DART de la NASA sera la première initiative de grande envergure visant à mettre une de ces technologies à l’essai.

Un tout petit satellite cube italien, nommé LICIAcube, faisant office de passager à bord du DART, se séparera de l’engin spatial DART avant le choc afin de documenter l’événement. Les changements de trajectoire de l’astéroïde seront observés et définis par des télescopes spatiaux et terrestres. Une mission subséquente nommée HERA, lancée par l’Agence spatiale européenne en partenariat avec la NASA, devrait arriver trois ans plus tard, pour décrire les propriétés physiques des effets de l’impact sur la minilune.

Comme si sauver la planète n’était pas suffisant, cette mission transporte également plusieurs démonstrations technologiques à son bord, dont un nouveau système à propulsion électrique, le propulseur ionique NEXT-C, des panneaux solaires qui se déroulent et SmartNav, un type de pilote automatique qui utilisera l’imagerie que DART percute Dimorphos de façon autonome.  
Les humains réussiront-ils à modifier la dynamique du système solaire? Ne ratez pas le choc de 2022.

Par Cassandra Marion

Des bandes réactives pour glycémie et un glucomètre numérique reposent sur une surface blanche. Une seringue à insuline est au centre, avec quelques gouttes de sang sous la pointe de l’aiguille.

Les diabétiques doivent constamment surveiller le taux de sucre dans leur sang et s’administrer de l’insuline pour maintenir leur glycémie à un niveau normal. 

Insuline : une découverte canadienne célèbre ses 100 ans

Imaginez un enfant de six ans entouré d’emballages de bonbon vides, avec du chocolat partout sur ses doigts et un sourire espiègle. Que se passe-t-il ensuite? On s’attendrait peut-être à une surdose de sucre, une période d’hyperactivité provoquée par un taux de sucre élevé dans le sang. Toutefois, cette croyance commune est davantage un mythe qu’une réalité. 

En vérité, une dose trop grande ou trop petite de sucre peut mettre la vie en danger. Heureusement, notre corps est très bon pour équilibrer la quantité de sucre dans le sang. Le héros de ce numéro d’équilibrisme est le pancréas, un organe qui se trouve tout juste derrière l’estomac. 
Le pancréas agit à l’aide de deux hormones : l’insuline et le glucagon. 

•    Lorsqu’il y a trop de sucre dans le sang, comme après avoir mangé un gros repas ou s’être empiffré de bonbons, le pancréas libère de l’insuline. L’insuline est un messager qui pousse le sucre à passer du sang aux cellules où il peut être utilisé ou entreposé. Cette hormone avertit également le foie d’arrêter de produire plus de sucre, puisqu’il y en a déjà suffisamment qui flotte dans le sang.

•    Lorsque le taux de sucre est bas, le pancréas libère du glucagon. Alors, l’opposé se produit : le foie et les cellules relâchent le sucre dans la circulation sanguine. 

Si le pancréas ne peut produire suffisamment d’insuline, ou si le corps ne peut utiliser l’insuline qu’il produit adéquatement, alors les taux de sucre dans le sang augmenteront. Cela durcit et endommage les vaisseaux sanguins, et peut finir par provoquer des crises cardiaques, de l’insuffisance rénale, des lésions des nerfs, des AVC et même la mort. Cette maladie s’appelle le diabète et, au début des années 1900, on la considérait comme une condamnation à mort. 

Aujourd’hui, le diabète peut être traité par injection d’insuline afin de surmonter le manque dans le corps. En 1921, une équipe de l’Université de Toronto — comptant Frederick Banting, Charles Best, John Macleod et James Collip — a extrait de l’insuline pour la première fois et raffiné cet extrait pour qu’on puisse l’utiliser dans le traitement du diabète chez les humains. En 2021, nous célébrons le centenaire de cette découverte canadienne et espérons qu’il y aura de nouvelles façons de traiter et de finalement guérir le diabète. 

Par Michelle Campbell Mekarski


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Michelle Campbell Mekarski

En tant que conseillière scientifique au Musée des sciences et de la technologie du Canada, Michelle Campbell Mekarski vise à combler l’écart entre la communauté scientifique et le public en rendant les sciences et la technologie intéressantes, accessibles et amusantes. Détentrice d’un doctorat en biologie évolutionniste et en paléontologie, elle possède de nombreuses années d’expérience en conception et en animation d’activités de vulgarisation scientifique. Dans ses temps libres à l’extérieur du Musée, elle enseigne à l’Université d’Ottawa ou à l’Université Carleton, fouille le sol à la recherche de fossiles ou se détend au bord de l’eau.

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Renée-Claude Goulet

Renée-Claude est conseillère scientifique au Musée de l'agriculture et de l'alimentation du Canada et enseignante agréée de l'Ontario. Grâce à sa formation en biologie, en éducation et à ses nombreuses années d'expérience dans le développement et la mise en œuvre de programmes et expos au musée, elle a développé une expertise dans la communication de sujets liés à la science et à l'innovation qui sous-tendent la production d'aliments, de fibres et de carburants, auprès de publics variés.  

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Cassandra Marion

Cassandra est la conseillère scientifique du Musée de l'aviation et de l'espace du Canada. Elle est titulaire d'un doctorat en géologie et en science et exploration planétaires. Ses recherches portent sur les cratères d'impact de météorites dans l'Arctique canadien. Elle a plus d'une décennie d'expérience dans le domaine de l'éducation et de la sensibilisation dans l’élaboration et la prestation de programmes scientifiques. Elle se consacre à partager sa passion pour les sciences avec les communautés proches et lointaines, et à améliorer la culture scientifique au Canada.