L’intelligence artificielle apprend à trouver la vie extraterrestre

Une équipe parvient à ce qu’un système d’IA distingue les échantillons biologiques des échantillons non biologiques avec une fiabilité de 90 %, une avancée qu’elle maintient capable d’accélérer la recherche de signes de vie (biomarqueurs) en dehors de la Terre.

Les systèmes intelligence artificielle (IA) apprennent à effectuer de nombreuses tâches complexes pour les gens. Rares sont les semaines pendant lesquelles nous ne connaissons pas son application ou ses avancées dans un domaine nouveau. Eh bien, ce lundi, une équipe américaine révèle qu’un système d’IA réussit plutôt bien – avec une fiabilité de 90% – à mener à bien une étape clé dans la recherche de la vie hors Terre : distinguer si l’origine des échantillons est biologique ou non (abiotique). Ou qu’en est-il si ces échantillons indiquent qu’il y a (ou qu’il y avait) des organismes vivants à cet endroit.

Rechercher des traces de vie extraterrestre, passée ou présente, est le grand désir des scientifiques. Ces recherches sont menées au sein de notre système solaire avec des missions robotiques comme celles des véhicules Curiosity ou Perseverance sur Mars, et dans des mondes beaucoup plus lointains (exoplanètes ou planètes extrasolaires) grâce à d’autres techniques et télescopes qui tentent de détecter ces mondes extérieurs. les biosignatures ou biomarqueurs du système solaire, c’est-à-dire des éléments qui peuvent indiquer des signes de vie, telle que nous la connaissons sur Terre.

Parmi ces biosignatures (éléments, isotopes, molécules ou phénomènes qui prouvent qu’il y a eu ou a existé de la vie) figurent l’oxygène moléculaire, l’ozone ou le méthane. Mais l’existence de l’un de ces éléments ne signifie pas nécessairement qu’il existe de la vie, c’est-à-dire qu’il s’agit d’un biomarqueur. Par exemple, sur Terre, le méthane est produit par des êtres vivants comme des bactéries ou des vaches. Ce gaz a également été détecté sur Mars, mais son origine pourrait être à la fois volcanique et biologique.

De la même manière, il existe des composants organiques qui ont été produits par une activité biologique (par des êtres vivants) ou non biologique, et c’est là, dans la distinction entre les deux, que se situe le système d’intelligence artificielle que présente ce lundi dans le magazine est en formation. Actes de l’Académie nationale des sciences (PNAS) une équipe dirigée par Jim Cleaves et Robert Hazen, du Institution Carnegie pour la science, Aux États-Unis.

Comme l’explique l’astrobiologiste et minéralogiste Robert Hazen, ils sont partis de « l’idée que la chimie de la vie diffère fondamentalement de celle du monde inanimé, qu’il existe des « règles chimiques de la vie » qui influencent la diversité et la répartition « des biomolécules ». En déduisant ces règles, nous pourrions les utiliser pour guider nos efforts visant à modéliser les origines de la vie ou à détecter des signes subtils de vie sur d’autres mondes.

Leur système d’IA a été formé avec des données d’analyse moléculaire provenant de 134 échantillons riche en carbone, d’origine biologique et non biologique. Selon cette étude, l’IA a pu distinguer les échantillons biotiques des échantillons abiotiques en détectant des différences subtiles dans les modèles moléculaires obtenus après analyse avec des instruments qui séparent et identifient les composants d’un échantillon et qui déterminent respectivement les poids moléculaires de ces composants. Concrètement, l’IA a réussi à identifier correctement l’origine d’échantillons d’organismes vivants (tels que des coquilles, des os, des dents, des insectes, des feuilles ou des cheveux modernes), des restes de vie ancienne altérés par des processus géologiques (charbon, fossiles riches en carbone). , huile ou mbar) et des échantillons d’origine non biologique.

Selon Hazen, sa méthode d’analyse “a le potentiel de révolutionner la recherche de la vie extraterrestre et approfondir nos connaissances sur la chimie et l’origine des premières formes de vie sur Terre”, puisqu’ils veulent également l’utiliser pour analyser d’anciennes roches terrestres sur lesquelles il existe un débat scientifique. Par exemple, les sédiments trouvés en Australie occidentale provenant de 3 500 millions de ans qui, selon certains chercheurs, contiennent les plus anciens fossiles de microbes, tandis que d’autres soutiennent qu’ils ne contiennent aucune trace de vie ancienne.

L’astrobiologiste américain estime que Ce système d’IA pourrait être intégré aux capteurs intelligents que les vaisseaux spatiaux embarqueront et des véhicules robotisés pour rechercher des signes de vie avant d’apporter des échantillons sur Terre.

Jorge Pla-Garçachercheur au Centre d’Astrobiologie (EN BUVANT), sans lien avec l’étude publiée dans PNAS, Il considère qu’il s’agit “d’une enquête très intéressante qui pourrait aider les astrobiologistes à l’avenir à déterminer si, en fait, l’un des échantillons analysés en dehors de la Terre est réellement un biomarqueur”. Ce scientifique, membre de l’équipe espagnole qui a fourni à la NASA les stations météorologiques qui transportent leurs rovers Martiens et auteur de nombreuses études sur la présence de méthane sur Mars, rappelle « que seul un composé organique qui provient de manière claire et sans équivoque d’une activité biologique est un biomarqueur. Et ce n’est pas si facile à discerner. Sur notre propre planète, il est difficile de trouver et de confirmer des signes de vie passée dans les roches de la Terre primitive. (comme on appelle les premières phases de notre planète). “Si faire cela ici chez nous est vraiment complexe, imaginez le faire à distance sur Mars, une planète très éloignée de nous, à une distance moyenne de 225 millions de km.”

Pour prouver qu’un échantillon est d’origine biologique, ajoute Pla-Garca, « non seulement nous devons être capables de démontrer que la vie peut le créer, mais nous devons également exclure qu’il ait été créé par d’autres processus. L’IA joue un rôle.” fondamental selon cette équipe de chercheurs et les résultats me semblent donc très prometteurs, même s’il faut aussi être prudent, car Ils parlent d’une précision de 90 %, une valeur assez élevée mais pas suffisante pour discerner sans équivoque si un composé provient ou non d’une activité biologique. (En Astrophysique par exemple, pour confirmer qu’un composé est présent dans l’atmosphère d’une exoplanète, il faut une précision de 99,977%)”, précise-t-il.

“L’un des grands problèmes auxquels la communauté astrobiologique est confrontée quotidiennement est l’analyse sur site des échantillons, en raison des performances limitées des instruments embarqués dans les missions spatiales par rapport aux laboratoires très puissants et ambitieux dont nous disposons sur Terre. “C’est pour cette raison que pour tenter d’identifier l’origine des échantillons martiens identifiés comme présentant un grand intérêt astrobiologique selon le rover Perseverance, nous devons les amener sur Terre avec la future mission Mars Sample Return (MSR).”

Cependant, comme le rappelle le scientifique espagnol, une étude indépendante publiée la semaine dernière conclut que cette mission pourrait coûter plus de 10 milliards d’euros et suggère à la NASA de la retarder ou de la replanifier : «Peut-être qu’à l’avenir, l’IA nous aidera à étudier des échantillons à distance sans avoir à les rapporter à la maison. Cette nouvelle recherche ouvre un nouvel éventail de possibilités”, déclare Pla-Garca, qui considère que l’IA est “un outil très puissant” déjà utilisé dans son propre groupe de recherche pour améliorer les prévisions météorologiques sur Mars.