L’expertise québécoise en IA jusqu’aux étoiles

Olivier Sylvestre Collaboration spéciale
Le projet, prévu sur un an, en est maintenant à la mi-parcours.
Photo: iStock Le projet, prévu sur un an, en est maintenant à la mi-parcours.

Ce texte fait partie d'un cahier spécial.

S’envoler vers Mars, y atterrir, et revenir… sain et sauf. Les conditions particulières de l’espace posent de grands risques médicaux pour l’équipage d’une future mission vers la planète rouge. Avec des possibilités de communication avec la Terre réduites, l’équipage d’une telle mission devra être autonome, seul dans une boîte de métal voguant dans le vide intersidéral. Une équipe de scientifiques québécois lui apportera son soutien.

Quels sont les plus grands risques médicaux dans l’espace ? Quels équipements pour les traiter doit-on avoir à bord ? De combien et de quels genres de médecins auront-ils besoin ? Voilà des questions qui pourraient préoccuper le capitaine Kirk avant le décollage du vaisseau spatial Enterprise, mais qui seront plutôt l’affaire du capitaine Charles Patenaude, à bord du Romano Fafard.

C’est que l’Agence spatiale canadienne a sélectionné en juillet dernier une équipe de scientifiques de la Faculté de médecine de l’Université Laval et des experts de Thales Recherche et Technologie pour développer une base de connaissances médicales informatisée et un outil de soutien à la planification des missions en vue d’une éventuelle sortie vers Mars.

« Cet outil est un résumé de l’ensemble des connaissances médicales pertinentes intégrées dans une base de données, explique le Dr Patrick Archambault, professeur à la Faculté de médecine de l’Université Laval et urgentologue à l’Hôtel-Dieu de Lévis. Elle permettra de soutenir l’équipage d’une navette au cours d’une mission vers Mars. »

Le projet, prévu sur un an, en est maintenant à la mi-parcours. Composée de chercheurs et d’étudiants de l’Université Laval, l’équipe multidisciplinaire devait d’abord, avec l’aide de Thales, prioriser une dizaine de problèmes médicaux, à partir d’une liste préparée par l’Agence spatiale qui en comptait une centaine, problèmes qui mettraient en réel péril une mission vers la planète rouge. L’équipe travaille maintenant à en faire la synthèse.

Seuls dans l’espace

« La microgravité transforme la physiologie du corps humain », explique le Dr Archambault. Dans l’espace, notre sang est distribué différemment dans notre corps, et l’absence de gravité sur nos os les laisse se déminéraliser.

Résultat : les astronautes, « même s’ils sont très en forme », sont à haut risque de développer des pierres au rein, de subir un infarctus ou de faire une embolie pulmonaire à bord du vaisseau. « On peut avoir plus de sang dans la tête, ce qui va causer des maux de tête ou même des troubles de vision », ajoute-t-il.

Une mission aller-retour vers Mars pouvant durer de 18 mois à trois ans, ses passagers subiront aussi une importante fonte de leur masse musculaire.

« Il faut être capable de prévoir les risques que courent les astronautes, les protocoles pour les prendre en charge, l’équipement nécessaire à leur traitement et la formation dont ils auront besoin », explique le Dr Archambault.

« Et lors d’une mission entre la Terre et Mars, il ne faut pas oublier qu’on n’a plus accès à Internet », ajoute-t-il. S’il y a un problème à bord de la navette, Huston ne pourra pas y répondre rapidement : le délai des communications entre la Terre et le vaisseau peut prendre jusqu’à 22 minutes. Les astronautes devront donc être autosuffisants.

Extraction des expertises

Le logiciel d’aide à la prise de décision MYRIAD, développé par Thales, a permis au groupe de chercheurs de faire la sélection des conditions médicales les plus importantes à prévoir.

« MYRIAD n’est pas un outil pour automatiser la prise de décisions, explique Daniel Lafond, spécialiste en ingénierie cognitive et en facteur humain chez Thales. Il permet plutôt de capturer, chez des experts, leur manière de penser. »

Une approche traditionnelle pour développer une équation aidant à la prise de décisions ressemble beaucoup à la création des examens qu’on voit à l’école. On assigne différentes valeurs à plusieurs critères pour arriver à une réponse pondérée. « Mais on se doutait bien que cette approche était un peu simpliste », dit M. Lafond.

Les experts consultés par l’Agence spatiale basent leurs recommandations sur l’ensemble de leurs connaissances accumulées. « MYRIAD permet l’extraction de leur expertise, de formaliser ce qui est dans leur tête », explique M. Lafond.

Au travers de l’analyse de situations fictives et de l’avis des experts sur celles-ci, le logiciel, qui fonctionne grâce à l’intelligence artificielle, permet d’exprimer dans un modèle plus complexe ce qu’ils peuvent difficilement verbaliser, et donc pondérer. Ce nouveau modèle de décisions, une équation, permet donc de décider lesquelles des conditions médicales sont les plus importantes lors d’une mission spatiale vers Mars.

Viser plus loin

Pourquoi se limiter à une dizaine de conditions qu’il faut absolument pouvoir traiter ? « En exploration spatiale, la limitation numéro 1, c’est le poids de l’équipement à apporter », explique le Dr Archambault. Il faut d’abord vaincre la gravité terrestre, mais aussi pouvoir atterrir sur Mars et enfin être en mesure d’en redécoller. La charge de la navette doit donc être très limitée. « Il faut apporter le strict minimum, mais aussi assurer la survie des astronautes. »

Les données recueillies lors du projet pourraient servir à la création d’un système médical intelligent de prise de décisions à bord de la navette. « L’idéal, ce serait d’avoir des senseurs qui peuvent détecter les signes vitaux des astronautes et leur envoyer des alertes s’il y a un problème », dit le Dr Archambault. Mais la technologie n’est pas encore là. « La nature subjective de la perception de plusieurs symptômes complique l’affaire », explique-t-il.

Si entamer un voyage vers Mars ne relève encore que de la science-fiction, l’équipe garde les deux pieds sur Terre. « Le genre de recherche qu’on fait, même si ça peut avoir l’air très flyé, c’est quand même une technologie qui pourrait aider à assister des patients ici sur Terre, conclut le Dr  Archambault. Même ici, au Québec, il y a des régions éloignées où des gens vivent le même genre d’isolement que dans l’espace. »

« Pour moi, c’est comme réaliser le rêve d’un petit enfant, avoue tout de même le Dr Archambault. Je suis un fan de science-fiction, de Star Trek et de Star Wars. Pouvoir prendre part à cette grande aventure humaine, c’est passionnant. »