Fathom Science a développé WhaleCast, un système qui utilise les prévisions océaniques et l’apprentissage automatique pour réduire la menace croissante des collisions entre les navires et la baleine noire de l’Atlantique Nord en voie d’extinction.
Fathom Science a développé WhaleCast, un outil qui utilise les prévisions océaniques pour identifier les zones à haut risque de collisions entre navires et baleines. « Aucun capitaine ne veut percuter une baleine, mais malheureusement les baleines sont difficiles à repérer, surtout par mer agitée », explique Taylor Shropshire, océanographe et cofondateur de Fathom Science. « Nous observons de plus en plus de collisions mortelles entre les navires et la baleine noire de l’Atlantique Nord, qui est en outre menacée d’extinction. »
« Le trafic maritime continue de croître et représente désormais 80 % du commerce mondial », sait Shropshire. En utilisant l’apprentissage automatique et les observations historiques de baleines, WhaleCast fournit des prévisions de risque dynamiques qui aident les capitaines de navires à éviter ces incidents.
Prévisions océaniques
Les prévisions météorologiques quotidiennes nous aident dans nos choix vestimentaires par exemple, mais avez-vous déjà entendu parler des prévisions océaniques ? Ces prévisions ne sont pas seulement importantes pour la navigation afin d’évaluer par exemple les vagues ou les conditions de vent dans l’océan, elles peuvent aussi sauver des vies dans le monde sous-marin.
La baleine noire de l’Atlantique Nord est menacée d’extinction, avec seulement 370 individus restants.
Taylor Shropshire, oceanograaf en mede-oprichter van Fathom Science
Fathom Science, une spin-off de North Carolina State University, développe des logiciels et des produits de données pour les prévisions océaniques. Plus spécifiquement, ils se concentrent sur les applications maritimes pour améliorer l’efficacité et la sécurité des ports et des activités de navigation. « Récemment, la conservation des baleines est devenue un sujet important dans le secteur maritime », selon Shropshire. « L’augmentation continue du trafic maritime mondial s’accompagne d’une hausse des collisions mortelles entre navires et baleines. » La baleine noire de l’Atlantique Nord revêt une importance écologique particulière en raison de son statut gravement menacé (Union internationale pour la conservation de la nature (UICN)), avec encore environ 370 spécimens dans la population.
Continuellement en mouvement
« Il existe déjà des sites web et des outils qui indiquent où les baleines ont été repérées il y a quelques heures par exemple », sait Shropshire. « Dans certaines situations, cela peut être utile, mais cette seule information ne suffit pas pour éviter les accidents. » Il souligne que le gouvernement américain, notamment la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), prend déjà des initiatives, comme les « zones lentes » (saisonnières).
Pourtant, cela ne suffit pas pour éviter les nombreuses confrontations. « Les baleines sont continuellement en mouvement, ce qui crée un besoin de prévisions de risque sur où et quand les baleines sont attendues », selon Shropshire. Fathom Science a donc développé un outil qui fait des prévisions de risque pour la présence de baleines en zone maritime, appelé WhaleCast.
Fiabilité
« Pour réaliser ces prévisions de risque, nous avons développé un modèle d’apprentissage automatique qui prédit les risques basés sur des observations récentes et historiques », raconte Shropshire. Nous avons collaboré avec SAS, spécialisé en données et IA, pour valider la fiabilité de ces modèles.
Le modèle de prévision a été validé avec des techniques statistiques et d’apprentissage automatique via le programme Data for Good de SAS. « Pour cela, nous avons généré avec SAS Data Maker des jeux de données synthétiques qui ressemblaient fortement aux données originales, ce qui a fourni une base solide pour entraîner, valider et tester sept modèles d’apprentissage automatique différents avec près de 500 000 points de données », selon Shropshire.
Baleines en vue
« Tout comme les navires peuvent consulter sur un écran les prévisions océaniques et météorologiques depuis le navire, nous visons à rendre les prévisions de risque pour les baleines également accessibles sur ces écrans. Les prévisions sont coulées dans une carte de chaleur dynamique, qui représente la probabilité de présence des baleines noires », selon Shropshire. Ainsi, les capitaines peuvent mieux évaluer où ces baleines noires pourraient se trouver, et par conséquent réduire leur vitesse ou modifier leur route.
« Nous choisissons délibérément d’intégrer la carte de prévision de risque dans les écrans des navires, et non de développer une énième application pour laquelle les gens ont besoin de leur téléphone portable. »
Pirates en vue
Intégrer l’outil dans les écrans est une chose, mais de nouveaux défis guettent ensuite au tournant. « Nous ne voulons pas créer un outil qui entrave d’autres efforts, comme les « zones lentes » du gouvernement. De plus, nous devons éviter que ces données soient utilisées pour de mauvaises raisons, comme par exemple des personnes qui abuseraient des localisations de baleines pour les harceler », déclare Shropshire. « En fin de compte, la réalité est que certains navires ne peuvent pas dévier substantiellement de leur route pour éviter les zones à haut risque, mais notre technologie peut au moins être utilisée pour accroître la sensibilisation sur l’eau. »
Nous ne nous intéressons pas au pourquoi les baleines noires se trouvent dans certaines régions, mais bien où et quand elles se trouvent quelque part.
Taylor Shropshire, océanographe et cofondateur de Fathom Science
Bien qu’il n’existe pas encore d’outils pratiques comme WhaleCast, le monde académique n’est pas resté inactif ces dernières années. « Beaucoup de modèles d’habitats de baleines et de prévisions de risque sont fortement orientés scientifique et académique, mais pas encore accessibles au capitaine moyen », sait-il. Là aussi, ils veulent être prudents et ne pas marcher sur les pieds du monde académique. « Là où les modèles scientifiques veulent répondre à la question du « pourquoi », nous essayons avec WhaleCast seulement de prédire où les baleines se trouvent. »
Le plus grand défi se présentera lorsque les gens utiliseront effectivement la technologie en pratique. « Si l’outil indique qu’il y a un faible risque, et que les navires naviguent pour cette raison à une vitesse trop élevée, il existe toujours une chance que des baleines soient présentes. « Il est important de veiller à l’utilisation correcte et éthique de l’outil », déclare-t-il.
« Pour le moment, nous avons seulement développé un outil pour les baleines noires, mais la même technologie peut être appliquée partout dans le monde à toute espèce dont nous avons des informations d’observation historiques. »