L’intelligence artificielle en périphérie avec les systèmes intelligents artificiels distribués (Distributed Artificial Intelligent System ou DAIS)

Le projet paneuropéen DAIS (Distributed Artificial Intelligent Systems) apporte des solutions de traitement de données plus rapides, plus sûres et plus économiques en énergie grâce au développement de composants logiciels et matériels d'intelligence artificielle (IA) de pointe en périphérie.


Durée:  Mai 2021 - Avril 2024
VLAIO
Contexte
Avec le changement révolutionnaire provoqué par l'Internet des objets (Internet of Things ou IoT) et l'augmentation rapide des données provenant d'appareils connectés de plus en plus omniprésents, les vulnérabilités des systèmes ont été mises au premier plan. Comment collecter et traiter la quantité toujours croissante de données tout en relevant les défis relatifs à la confidentialité, la vitesse et l'efficacité énergétique ? Et comment l'Europe peut-elle agir en chef de file dans un domaine où l'Amérique et l'Asie occupent déjà une position dominante ? Ce sont quelques-unes des questions auxquelles le projet "Distributed Artificial Intelligent Systems" (DAIS) cherche à répondre.
Le nouveau paradigme de l'informatique de périphérie fournit des solutions innovantes en rapprochant les ressources de l'utilisateur, en conservant les données sensibles et privées sur le dispositif périphérique et en offrant une faible latence, une efficacité énergétique et une évolutivité par rapport aux services dans le cloud, et cela, tout en réduisant la bande passante du réseau. Dans le même temps, le besoin d'utiliser l'intelligence artificielle (IA) en périphérie se fait de plus en plus sentir. L’association de ces innovations et la migration ultérieure des fonctions d'intelligence artificielle du cloud vers la périphérie constitueront la prochaine étape de l'évolution, à laquelle le projet DAIS apportera une contribution majeure. Dans le futur scénario d'intelligence périphérique, les algorithmes avancés d'IA et d'apprentissage automatique seront optimisés pour fonctionner en périphérie et seront capables de traiter des images vidéo, des informations vocales naturelles et des données non structurées générées par des caméras ou des microphones, ainsi que d'autres capteurs, sans avoir à télécharger les données vers le nuage et à attendre la réponse. 

Objectif
DAIS a l'objectif ambitieux de développer des solutions périphériques intelligentes et sûres pour les applications industrielles de l'industrie européenne couvrant l’ensemble de la chaîne d'approvisionnement. Plus précisément, DAIS vise à:
  • Fournir un traitement intelligent des données et une communication localisée en périphérie pour permettre des applications industrielles en temps réel ayant la particularité d’être critiques du point de vue de la sécurité.
  • Développer des solutions matérielles et logicielles de qualité industrielle qui soient sûres et fiables, capables de faire face aux cyberattaques et aux conditions de réseau difficiles.
  • Fournir, en périphérie, des techniques d'intelligence artificielle qui correspondent à des capacités de traitements diverses, contrairement à la capacité de traitement relativement constante propre au nuage.
  • Répartir et diviser les opérations complexes d'intelligence artificielle entre le cloud et la périphérie, la périphérie se chargeant du traitement précoce des données intelligentes – réduisant, de ce fait, la bande passante des données transmises au nuage ; et construire l'infrastructure (dont la partie matérielle et logicielle) devant permettre d’atteindre cet objectif en Europe.
  • Fournir des solutions de partage de données et de collaboration en périphérie pour gérer la diversité spatiotemporelle des données périphériques.
  • Développer des solutions pour l'Internet des objets, c'est-à-dire pour des dispositifs essentiellement non filaires confrontés à des contraintes d'énergie et de traitement, dans le cadre d’environnements hétérogènes et hostiles/difficiles.
  • Fournir des solutions réutilisables dans des domaines industriels.
  • Utiliser une approche méthodologique pour l’ensemble de la chaîne d'approvisionnement, du milieu universitaire aux concepteurs et intégrateurs de systèmes, en passant par les fournisseurs de composants, les développeurs et fournisseurs d'applications et de services et les utilisateurs finaux.
Approche
Afin de réaliser et de valider l'impact annoncé, le consortium DAIS a défini ce que l’on appelle des "chaînes d'approvisionnement" (Supply chains / SC). Chaque chaîne d'approvisionnement répond à un objectif spécifique de DAIS, et ses résultats sont utilisés pour alimenter d'autres chaînes d'approvisionnement et d’autres activités de projet. DAIS distingue deux types de chaînes d'approvisionnement:

  • Les chaînes d'approvisionnement en technologies habilitantes (SC 1-5) développent les éléments technologiques logiciels et matériels fondamentaux (tels que les composants, les systèmes et les architectures) requis par les chaînes d'approvisionnement en applications.
  • Les chaînes d'approvisionnement en applications (SC 6-8) appliquent et valident les résultats obtenus dans les chaînes d'approvisionnement en technologies habilitantes. Les progrès réalisés au cours du projet DAIS seront présentés par des démonstrateurs dédiés desdites chaînes d'approvisionnement en applications.
Au sein de DAIS, Sirris s'attend à acquérir de nouvelles connaissances et un nouveau savoir-faire liés à l'exploitation optimale du potentiel de calcul des réseaux IoT et plus particulièrement des périphériques, sous la forme:

  • de techniques et approches d'apprentissage automatique distribuées, adaptées aux contraintes imposées par ces types de réseaux et d'appareils
  • de mesures de sécurité et de préservation de la vie privée pouvant être utilisées pour protéger les données partagées ainsi que celles se trouvant sur l'appareil lui-même.
À cet effet, Sirris coopérera avec Sentigrate, une PME de Louvain spécialisée dans le traitement et la modélisation des données de capteurs.

Resultats

Présentation de Sentigrate lors de l'atelier DARE2021 de la conférence AIAI2021 sur le thème "Intelligence trade-off : edge vs cloud".


Partenaires 

Belgique:

Ce projet est une collaboration entre le programme software engineering de Sirris et le laboratoire EluciDATA. 

 

Financement

DAIS a reçu un financement de l'entreprise commune (ECSEL) dans le cadre de la convention de subvention n° 101007273. L'EC bénéficie du soutien du programme de recherche et d'innovation Horizon 2020 de l'Union européenne et des pays suivants : Suède, Pays-Bas, Allemagne, Espagne, Danemark, Norvège, Portugal, Belgique, Slovénie, République tchèque, Turquie.

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Anna Hristoskova, Senior Expert Distributed Intelligence.

 

 

Sreeraj Rajendran, Data Scientist.