Dessiner une image de la surface de la Terre
Jan Dirk Wegner étudie différents paramètres de la surface de la Terre à l'aide de l'intelligence artificielle. Il souhaite ainsi améliorer la qualité de vie et protéger l'environnement. Il est désormais admis dans la communauté des jeunes scientifiques du WEF.
Comment la diversité des espèces biodiversité évolue-t-elle dans le monde ? Comment la production de chocolat peut-elle devenir plus durable ? Et qu'en est-il des champs des agriculteurs suisses ? C'est sur ces questions et d'autres similaires que Jan Dirk Wegner se penche. Son objectif : améliorer la qualité de vie des habitants du monde entier tout en protégeant l'environnement. Cela semble être un objectif ambitieux, mais Wegner ne le poursuit pas seul. Pour l'atteindre, il a fondé il y a trois ans l'EcoVision Lab à l'ETH Zurich.
Cette équipe de dix personnes développe des applications informatiques qui analysent les données écologiques de manière automatisée. Les chercheurs peuvent ainsi mesurer par exemple la biodiversité sur l'ensemble de la planète. Pour leurs analyses, ils utilisent des méthodes de télédétection (l'exploration sans contact de la surface de la Terre) et de photogrammétrie (la représentation spatiale d'objets). Ils obtiennent leurs données de diverses sources - des images satellites aux données de terrain en passant par les données radar et météorologiques. "L'objectif est d'obtenir différentes perspectives sur la Terre", explique Wegner. L'intelligence artificielle évalue finalement l'ensemble des différentes données et dessine automatiquement des cartes globales, par exemple de la diversité biologique, de l'utilisation agricole ou de la déforestation.
Un logiciel pour lutter contre la famine
"Je veux faire bouger les choses avec mes recherches et faire avancer le monde", explique Wegner. Comme cela n'est guère possible depuis un laboratoire à Zurich, lui et son équipe vont plus loin : les logiciels développés par l'EcoVision Lab, avec toutes leurs fonctions et algorithmes, peuvent être téléchargés et appliqués dans le monde entier à partir de plateformes accessibles au public. "Ces programmes fonctionnent de manière hautement automatisée. Les résultats sont donc objectifs et donc comparables", explique Wegner. Sur la question de la diversité des espèces biodiversité, par exemple, les scientifiques peuvent ainsi obtenir des informations pertinentes à l'échelle mondiale.
"La recherche dans et avec les pays en développement offre une série de questions de recherche passionnantes qui ont le potentiel d'avoir un impact positif sur la vie des personnes qui y vivent."Jan Dirk Wegner
Outre la comparabilité des données, la mise à disposition du logiciel a un autre objectif, explique Wegner : "Je suis convaincu que la télédétection et l'apprentissage automatique ont un grand potentiel pour faire avancer le développement dans les régions plus pauvres. A l'aide d'images satellites et de l'intelligence artificielle, on pourrait par exemple évaluer les surfaces agricoles afin d'estimer les récoltes et de lutter contre les famines".
Inspiré par le dala?-lama
En fait, Jan Dirk Wegner voulait étudier la physique et la philosophie. Mais comme cette combinaison n'était pas possible, il a d? revoir sa copie. C'est son père, géomaticien possédant son propre bureau de géomètres, qui lui a fait découvrir la géodésie et la géoinformatique. Après ses études à l'université Leibniz de Hanovre, il était clair pour l'Allemand qu'il voulait se lancer dans la recherche. "Pendant mes études, j'ai souhaité avoir plus de liberté pour mes propres idées, c'était souvent une succession de t?ches et d'examens et je n'aimais pas ce c?té répétitif. Je préférais de loin innover et développer des choses qui soient utiles aux gens", explique Wegner.
Il a été inspiré entre autres par le Dala? Lama. Celui-ci a visité la ville natale de Wegner, Oldenburg, en 1998 et l'élève, alors ?gé de 16 ans, a eu l'occasion de le rencontrer et d'écouter sa conférence. "Il m'a beaucoup impressionné par son attitude à la fois équilibrée et enthousiaste et par son engagement social", se souvient Wegner.
Après sa thèse de doctorat et un voyage sac à dos en Amérique du Sud, il a décidé de venir à l'ETH. Il y a obtenu une bourse d'études postdoctorales, gr?ce à laquelle la haute école encourage les jeunes chercheurs prometteurs. Depuis, il fait avancer les thèmes qui lui tiennent à c?ur au sein du groupe Photogrammétrie et télédétection de Konrad Schindler.
Pas de chocolat illégal
Une chose à laquelle Jan Dirk Wegner attache une importance particulière est le soutien aux régions moins privilégiées. C'est pourquoi l'EcoVision Lab fait partie de l'initiative ETH+ "ETH for Development". Celle-ci développe des approches alternatives pour lutter contre la pauvreté et forme de futurs leaders qui s'engagent pour un développement mondial durable.
Dans le cadre de cette initiative, EcoVision Lab et le chocolatier Barry Callebaut - l'un des plus grands producteurs de chocolat au monde, basé à Zurich - collaborent pour mettre fin à la déforestation à l'aide de l'intelligence artificielle et de données satellites. A l'aide d'images satellites, le logiciel développé par l'équipe de Wegner identifie les zones où le cacao est cultivé illégalement dans des réserves naturelles, et les fabricants de chocolat n'achètent alors plus de fèves de cacao provenant de ces régions. Parallèlement, les producteurs tentent de proposer aux paysans concernés des alternatives à la culture illégale du cacao. "ETH for Development" offre le réseau nécessaire à cet effet.
"Je suis conscient qu'à première vue, l'intelligence artificielle n'a pas grand-chose à voir avec l'environnement - et pourtant, cette combinaison a un énorme potentiel".Jan Dirk Wegner
"La recherche dans et avec les pays en développement offre une série de questions de recherche passionnantes qui ont le potentiel d'influencer positivement la vie des personnes qui y vivent", explique Wegner. Selon lui, la collaboration avec des esprits créatifs en dehors du monde occidental lui ouvre de nouveaux modes de pensée et de nouvelles idées. C'est pourquoi le scientifique associe activement des personnes issues de pays en développement à ses recherches et leur fournit les logiciels nécessaires à l'analyse des données.
Le succès gr?ce à la diversité
Jan Dirk Wegner est désormais membre de la communauté des jeunes scientifiques du Forum économique mondial (WEF). Chaque année, 25 scientifiques extraordinaires du monde entier et de diverses disciplines académiques font partie de cette communauté pour une période de trois ans. La communauté offre un réseau de nombreuses personnalités du monde politique, économique, scientifique et social.
Ce réseau est central pour Wegner, le laboratoire EcoVision et ses recherches. "Si la culture illégale du cacao doit être stoppée au Ghana, je ne peux pas le faire seul. Je suis tributaire du gouvernement ou des ONG qui soutiennent cet effort", explique Wegner.
En outre, l'échange avec des chercheurs d'autres disciplines ainsi qu'avec des personnes issues de la politique, de l'économie et de la société élargit l'horizon. "Comme dans la recherche de Wegner, où divers jeux de données sont combinés pour obtenir une image globale de la surface de la Terre, la diversité et l'interdisciplinarité sont pour lui la clé du succès dans la recherche au quotidien.
"Je suis conscient qu'à première vue, l'intelligence artificielle n'a pas grand-chose à voir avec l'environnement - alors que cette combinaison a un énorme potentiel", dit-il. Jan Dirk Wegner est convaincu que la collaboration entre différentes disciplines crée des synergies qui peuvent être utilisées pour trouver des solutions globales - afin d'améliorer la qualité de vie des gens tout en protégeant l'environnement.