Intelligence artificielle et analytique de données massives pour des systèmes spatiaux autonomes avancés

Énoncé du problème

Alors que les environnements opérationnels spatiaux, y compris ceux du gouvernement du Canada, ne cessent d'accroître l'automatisation du traitement de données et des pipelines d'analyse de données, l'automatisation a tendance à se limiter aux données des missions. La fusion de grands ensembles de données diffuses demeure embryonnaire, malgré la croissance continue des archives de données ouvertes dans le monde. Ces ensembles de données sont indubitablement complémentaires, mais il faut de nouvelles méthodes, exploitant les récentes percées de l'intelligence artificielle et de l'analytique des données massives, pour profiter des données issues de nombreuses plateformes spatiales, aériennes et terrestres et en tirer de nouvelles connaissances.

Voici quelques-uns des avantages d'une analyse à grande échelle de ce type :

• meilleure coordination et plus grande efficacité de la planification des tâches des engins spatiaux;
• amélioration de la découverte d'anomalies, de dangers ou de la dégradation du rendement au fil du temps;
• détection autonome novatrice et apprentissage de l'existence de phénomènes subtils qui ne s'observent pas ou ne se prévoient pas facilement à partir de l'étude de données en vase clos.

La difficulté consiste à s'appuyer sur l'intelligence artificielle et l'analytique des données massives pour apporter des progrès tangibles à l'exploitation et l'utilisation de nos ressources spatiales, afin de soutenir les opérations gouvernementales, la sécurité publique, la santé publique et la découverte. L'exploitation des archives de télémétrie accumulées sur une longue période peut améliorer l'utilisation des biens spatiaux. Dans l'exploration spatiale, la recombinaison de données issues de divers capteurs d'observation de l'espace et des corps célestes peut entraîner de nouvelles découvertes et ouvrir de nouvelles perspectives d'enquête sur l'univers. Sur Terre, ces méthodes permettraient la prévision autonome de catastrophes naturelles ou anthropiques et ainsi de passer d'une imagerie réactive venant en réponse aux crises à de nouveaux services de prévision et de prévention des catastrophes (notamment les incendies, les inondations, les flambées de maladie, les phénomènes météorologiques spatiaux, etc.).

Résultats escomptés et considérations

Les avantages de l'application de l'intelligence artificielle et de l'analytique des données massives à des ensembles de données spatiales volumineux et hétérogènes seraient entre autres les suivants :

• la meilleure coordination et l'efficacité accrue de la planification des tâches, par exemple pour réduire la redondance entre différentes missions recueillant les images de cibles identiques (ce qui peut même causer des interférences en cas de télédétection active);
• une meilleure définition des anomalies, des dangers et de la dégradation du rendement et l'amélioration du rétablissement dans ces cas, grâce à de nouvelles informations découvertes dans les données télémétriques des missions. Ces découvertes pourraient entraîner de nouvelles techniques ou de nouveaux étalonnages, maintenir ou améliorer le rendement et prolonger la durée des missions. Dans le cas de la Station spatiale internationale (SSI), il pourrait aussi s'agir d'exploiter les nombreuses caméras pour mieux connaître l'évolution de l'état de la structure de la SSI au fil du temps ou en apprendre plus au sujet de son environnement et de possibles stratégies de blindage;
• assimilation de nouveaux phénomènes subtils rendant possible la prévision autonome de catastrophes naturelles ou anthropiques, ce qui permettrait aux plateformes d'observation de la Terre de passer d'une imagerie réactive venant en réponse aux crises à de nouveaux services de prévision et de prévention des catastrophes (notamment les incendies, les inondations, les éclosions de maladie, les phénomènes météorologiques spatiaux, etc.).
• le renforcement de l'exploration spatiale par la combinaison de données et l'application judicieuse de nouvelles techniques aux ensembles de données provenant de divers télescopes et capteurs observant l'espace ou des corps célestes pour contribuer à de nouvelles découvertes et améliorer les connaissances sur des processus connexes à l'exploration spatiale ou l'astronomie;
• d'autres découvertes non envisagées ci-dessus, mais rendues possibles par l'application de nouvelles techniques aux riches ensembles de données spatiales dont nous disposons.

Renseignements généraux et contexte

Les plateformes spatiales sont de plus en plus courantes. Ainsi, plusieurs entreprises privées ont annoncé de nouvelles plateformes satellitaires et constellations de satellites, destinées à fournir une multitude de services sur Terre et ailleurs dans l'espace. En raison des coûts moindres, de la productivité accrue et de la plus grande autonomie de ces biens spatiaux, les acteurs du milieu de l'exploitation spatiale verront de nombreuses missions entrer en activité et une augmentation exponentielle de la quantité de données à traiter, analyser et transformer en produits opérationnels.

Outre les grandes archives de télémétrie généralement disponibles dans les centres de données de l'exploitation spatiale, voici quelques-unes des archives de données potentiellement pertinentes et communément accessibles sont :

• le portail Données ouvertes du gouvernement du Canada;
• le Cadre national des données d'observation de la Terre (CNDOT);
• le portail des données ouvertes de la NASA;
• le Centre canadien de données astronomiques (CCDA);
• le Centre des planètes mineures;
• l'USGS Landsat Global Archive;
• le Copernicus Open Access Hub.

On estime qu'il est possible d'appliquer de nouvelles méthodes fondées sur les percées récentes de l'intelligence artificielle et de l'analytique des données massives pour aider l'Agence spatiale canadienne à gérer sa flotte de biens spatiaux et à exploiter l'immense potentiel de ces nouveautés en vue d'améliorer la sécurité publique, la santé publique et la découverte.

Cette initiative est conforme à la politique du gouvernement du Canada en matière de données ouvertes, ce qui est parfois problématique quand il s'agit de données spatiales, en raison de certains facteurs de la politique de données sur la sécurité ou le caractère sensible du point de vue commercial de certains sous-ensembles de données. Dans le cadre de ce travail, il faudra aussi traiter de la séparation des données, de façon à respecter toutes les exigences de la politique de données qui s'appliquent.

Pour ce défi, s'il vous plait vous vous référer à l'appel d'offres sur Achats et ventes.

Valeur maximale du contrat:

Ce défi pourrait donner lieu à de multiples contrats.

Un financement pouvant aller jusqu'à 150000 $ CAN (plus taxes) pour une durée maximale de six mois pourrait être offert pour tout contrat de la phase 1 découlant de ce défi, incluant, si applicable, les frais de livraison, de déplacement et de subsistance.

Un financement pouvant aller jusqu'à 1 000 000 $ CAN (plus taxes) pour une durée maximale de deux ans pourrait être offert pour tout contrat de la phase 2 découlant de ce défi, incluant, si applicable, les frais de livraison, de déplacement et de subsistance.

Seules les entreprises admissibles ayant terminé la phase 1 pourront être considérées pour la phase 2.

Cette divulgation est faite de bonne foi et n'engage pas le Canada à accorder un contrat correspondant à la valeur totale maximale du financement.

Déplacement :

Pour la phase 1, il est prévu que jusqu'à trois réunions pourraient exiger que le(s) candidat(s) retenu(s) se déplace(nt) aux endroits ci-dessous :

Rencontre de démarrage
ASC
St-Hubert, Québec

Suivi des progrès
Téléconférence/vidéoconférence

Rapport Final
ASC
St-Hubert, Québec

Les propositions de solutions peuvent uniquement être présentées par une petite entreprise qui satisfait aux critères suivants :

• être à but lucratif
• être constituée au Canada (au fédéral ou au provincial)
• compter au plus 499 employés équivalent temps plein (ETP)^{Note de bas de page *}
• mener des activités de recherche-développement au Canada
• verser présentement au moins 50 % de ses salaires, rémunérations et honoraires annuels à des employés et à des entrepreneurs qui passent la majeure partie de leurs heures de travail au Canada^{Note de bas de page *}
• compter au moins 50 % de ses employés ETP dont le lieu de travail habituel est au Canada^{Note de bas de page *}
• compter au moins 50 % de ses cadres supérieurs (vice-président ou niveaux supérieurs) dont la résidence principale est au Canada^{Note de bas de page *}

Tous les ministères et organismes qui publient des défis dans le cadre du programme SIC, qu'ils offrent ou non une subvention ou un contrat comme instrument financier de soutien à la recherche et au développement (R et D) dans la première et la deuxième phases, évalueront les demandes et les soumissions de toutes les petites entreprises en se basant sur des questions types. Les formulaires de demande en ligne et le système de soumission comprendront ces questions types et des indications sur la longueur des réponses.

Processus d'évaluation

Les demandes ou soumissions complètes présentées seront transmises au ministère ou à l'organisme qui a publié le défi, ainsi qu'au Programme d'aide à la recherche industrielle (PARI) à des fins d'évaluation. Le ministère ou l'organisme qui parraine le défi a la prérogative de décider à quelles entreprises il octroie du financement dans le cadre de la première la phase. Toutes les entreprises qui présentent une demande ou une soumission recevront des commentaires.

Ce qui suit vise à donner des indications sur les questions qui pourraient être posées dans le cadre du processus de présentation de demandes ou de soumissions avant l'acceptation de ces dernières reçues d'entreprises admissibles. Les informations ci-dessous peuvent être utilisées pour évaluer les demandes et peuvent être modifiées en tout temps.

Innovation

• Soyez prêt à indiquer le niveau de maturité technologique (NMT) de départ de la solution et le NMT prévu au terme de la première phase. Rappel : la première phase est réservée aux solutions de niveaux 1 à 4 de l'échelle du NMT.
• Soyez prêt à décrire le caractère novateur de votre solution et la façon dont elle fait progresser l'état des connaissances par rapport aux technologies existantes, notamment les solutions concurrentes. Veuillez inclure dans votre description les bases scientifiques et technologiques sur lesquelles repose la solution que vous proposez.
• Soyez prêt à déterminer les principaux risques scientifiques et techniques liés à votre solution et la manière dont ces risques seront gérés dans la première phase.

Avantages pour le Canada

• Soyez prêt à fournir une brève description de la solution que vous proposez et de la façon dont elle résout le problème cerné par le ministère ou l'organisme qui a publié l'énoncé de défi.
• Soyez prêt à décrire les avantages pour le Canada qui pourraient découler d'un développement réussi de votre solution en mettant l'accent sur trois types d'avantages : les avantages économiques, les avantages sur le plan de l'innovation et les avantages pour le public.

Avantages économiques : considérez l'incidence de la solution proposée sur la croissance de votre entreprise et d'autres entreprises au Canada. Il peut s'agir du développement de nouvelles grappes industrielles et chaînes d'approvisionnement. Il faut prendre en compte le nombre d'emplois créés, le nombre d'emplois bien rémunérés, la hausse des recettes liée au projet, etc.

Avantages sur le plan de l'innovation : l'apport escompté de la solution proposée à la création ou à l'amélioration d'innovations industrielles ou technologiques récentes au sein de votre entreprise. Par exemple, les retombées potentielles, la création de propriétés intellectuelles, l'incidence de la nouvelle technologie sur la productivité, etc.

Avantages pour le public : la contribution prévue de la solution proposée pour la population canadienne en général, notamment des pratiques commerciales et d'embauche inclusives (par ex. l'équilibre entre les sexes) et un investissement dans les compétences et la formation, ainsi que dans l'environnement.

Capacité de gestion et technologique

• Soyez prêt à préciser le plan de travail de la première phase, notamment les principales étapes et activités prévues, le délai total prévu pour compléter la première phase (pas plus de six mois), les ressources requises pour achever le projet et les principaux critères de réussite.
• Soyez prêt à préciser les risques potentiels du projet (par ex. risques financiers, gestion du projet, ressources humaines, etc.) qui peuvent menacer la réussite du développement de la solution et leur gestion dans la première phase.
• Soyez prêt à donner une brève description de l'équipe de mise en œuvre du projet, notamment les membres, les partenaires, leurs rôles et responsabilités, ainsi que la pertinence de leur expertise dans le cadre du projet. Les membres de l'équipe doivent comprendre un chef de projet.
• Soyez prêt à expliquer les mesures prises par votre entreprise pour favoriser une plus grande intégration dans ses activités d'innovation. Un des objectifs du programme consiste à favoriser une plus grande participation des groupes sous-représentés (par ex. les femmes, les Autochtones, les jeunes, les personnes handicapées et les membres des minorités visibles) à l'économie de l'innovation.

Capacité financière

• Soyez prêt à fournir une proposition financière pour la recherche et le développement de la première phase. Assurez-vous de vérifier les détails de chaque défi publié relatifs aux coûts admissibles ou non et au maximum de financement disponible pour la première phase.
• Soyez également prêt à fournir de l'information sur le financement reçu d'autres ordres de gouvernement (fédéral, provincial et municipal) pour le travail que vous proposez dans votre demande ou soumission.
• Soyez prêt à préciser la surveillance et les contrôles financiers que votre entreprise a mis en place pour gérer les fonds publics advenant qu'elle soit choisie pour entamer la première phase.

Commercialisation

• Soyez prêt à préciser comment vous envisagez la commercialisation de votre solution et comment vous comptez atténuer les risques ou les obstacles potentiels relatifs à sa commercialisation ultérieure.

Guide d'application

S'il vous plaît visitez Achats et ventes pour toutes les questions et réponses reliées à ce défi.

S'il vous plaît visitez Achats et ventes pour toutes les questions et réponses relatives à l'appel de propositions.

Si vous avez une question à propos d'un défi, veuillez l'envoyer à ISED-ISDE@canada.ca.

Vous pouvez également consulter la Foire aux questions sur le programme Solutions innovatrices Canada.

Un lexique est aussi disponible.