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Quand la vision artificielle améliore la sécurité routière : Amnon Shashua et son équipe finalistes du Prix de l’inventeur européen 2019

07.05.2019

in Communiqués de presse

L'inventeur israélien Amnon Shashua et l'équipe Mobileye nommés finalistes du Prix de l'Office européen des brevets (OEB) pour leur système avancé d'aide à la conduite (ADAS)
Leur invention se base sur une caméra unique et sur l'intelligence artificielle pour alerter les automobilistes des dangers potentiels de la route
Avec plus de 40 millions de voitures dans le monde qui sont déjà équipées du système Mobileye, le marché des ADAS n'a jamais été aussi large

Munich, le 7 mai 2019 - L'Israélien Amnon Shashua - spécialiste de la vision artificielle - et son équipe composée d'Erez Dagan, Yoram Gedalyahu, Gaby Hayon, Elchanan Rushinek, Shai Shalev-Shwartz et Gideon Stein ont été nommés finalistes du Prix de l'inventeur européen 2019 pour avoir mis au point un système de sécurité automobile recourant à une caméra unique et à un logiciel de reconnaissance visuelle qui permet aux véhicules de voir, interpréter et réagir aux dangers de la route.

Le co-fondateur et CEO de Mobileye et ses collègues ont été nommés dans la catégorie « Pays non membres de l'OEB » pour leur invention, le tout premier système d'assistance à la conduite capable d'identifier les véhicules, les piétons, les cyclistes, le marquage au sol et la signalisation routière. Plus simple et plus abordable que les systèmes concurrents, le système peut ainsi équiper un grand nombre de véhicules et améliorer la sécurité de toujours plus d'automobilistes. La technologie est commercialisée par Mobileye, la société israélienne co-fondée par Amnon Shashua en 1999 et qui est aujourd'hui une filiale d'Intel. Elle est déjà installée dans plus de 40 millions de véhicules, que ce soit sur les modèles d'entrée ou haut de gamme des principaux constructeurs automobiles.

« Le professeur Shashua et ses collègues ont développé une solution à la fois simple et intelligente pour les systèmes avancés d'aide à la conduite, grâce à l'intelligence artificielle qui se révèle très utile pour la société », a déclaré le Président de l'OEB, António Campinos, lors de l'annonce des finalistes du Prix de l'inventeur européen 2019. « Cette invention n'a pas seulement un impact sur le marché automobile, elle sauve aussi des vies ».

Les lauréats de cette nouvelle édition du Prix de l'inventeur européen décerné chaque année par l'OEB seront annoncés lors d'une cérémonie à Vienne, le 20 juin prochain.

La vision humaine comme source d'inspiration

Selon les statistiques de l'Organisation mondiale de la santé (OMS), les accidents de la route font chaque année plus d'un million de victimes. Les causes les plus fréquentes sont les sorties de route, les collisions par l'arrière et les excès de vitesse. Des dangers que les systèmes avancés d'aide à la conduite (ADAS) peuvent aujourd'hui détecter et prévenir. Ces dernières années, les ADAS ont pu bénéficier de progrès en matière de capteurs, de performances informatiques et d'intelligence artificielle pour pouvoir surveiller, avertir, freiner et diriger les véhicules de manière autonome et sans causer de dommages. Auparavant, les ADAS étaient équipés de systèmes à double caméra calibrés pour collecter des images stéréoscopiques ou d'émétteurs d'impulsions radar qui cartographiaient les objets environnants. Ces solutions étaient coûteuses, complexes et peu pratiques.

Le système mis au point par Amnon Shashua et ses collègues se distingue par le fait qu'il s'inspire de la vision humaine. Un sujet qui a toujours particulièrement intéréssé l'ingénieur israélien, détenteur d'un doctorat en sciences du cerveau et sciences cognitives du Massachusetts Institute of Technology. Depuis 1996, il est membre du corps professoral de l'université hébraïque de Jérusalem (HUJI) où il est titulaire de la chaire Sachs en informatique. Il a publié plus de 120 articles articles universitaires concernant l'apprentissage automatique et la vision artificielle.

Amnon Sashua conçoit la vision artificielle comme « une machine intelligente qui pourrait interpréter l'environnement qui l'entoure à la manière des humains avec leurs yeux ». Une conception qui explique sa philosophie à l'origine de Mobileye : si la vision humaine permet de conduire une voiture, alors un ordinateur peut aussi le faire.

Partant du constat que les humains, même avec un seul œil, sont pleinement capables de percevoir avec précision les voies carrossables, Amnon Sashua et son équipe étaient déterminés à prouver qu'une caméra mono-objectif pourrait servir de capteur de base pour ce qui deviendrait l'ADAS et la conduite autonome : « Tout comme nos yeux nous permettent de voir le monde qui nous entoure et de comprendre notre environnement, nous étions convaincus qu'un ordinateur pourrait faire de même en appliquant des technologies de détection à une caméra monoculaire. Le défi était d'apprendre à l'ordinateur à voir et comprendre le comportement des usagers de la route, les marquages au sol et son environnement afin de pouvoir compenser l'erreur humaine ».

Un système plus intelligent qui répond aux grands défis du secteur automobile

L'un des premiers clients, un grand constructeur automobile, leur a demandé un système capable de détecter les voies de circulation afin d'éviter les collisions. Contrairement aux autres fabricants d'ADAS, Amnon Shashua et son équipe ont tenu à résoudre le problème à l'aide d'une seule caméra. Il souligne : « Nous savions qu'un ADAS basé sur la vision pourrait révolutionner la sécurité routière. Nous étions déterminés à perfectionner le système en n'utilisant qu'une seule caméra, parce que nous avions vu tout le potentiel qui résidait dans cette approche très différente. En fait, la vision humaine repose sur un ensemble très varié d'indices monoculaires comme la perspective, le mouvement, les ombres et le contexte. Bien que cela puisse paraitre peu intuitif, recourir à une seule caméra tout en utilisant des procédés qui imitent le cerveau humain non seulement rendait le système moins onéreux mais lui permettait aussi d'être plus performant qu'une caméra stéréo reposant principalement sur triangulation ».

Dans le système qu'Amnon Sashua et son équipe ont mis au point, une seule caméra fixée sur le pare-brise du véhicule balaye la route et transmet les images à un processeur informatique installé à bord, où un logiciel d'intelligence artificielle va détecter les caractéristiques de la route. Des algorithmes très pointus intégrés au dispositif vont comparer toutes les 27 milisecondes les changements de taille et de position des objets alentour pour calculer leur vitesse et leur trajectoire. Le système va ensuite utiliser ces données pour prédire en temps réel les dangers de la circulation et envoyer des avertissements au conducteur ou actionner immédiatement les commandes de sécurité du véhicule.

Dans l'année qui a suivi la création de l'entreprise, l'équipe Mobileye a fait breveter des inventions portant sur la manière de calculer le temps restant avant la collision et de réduire les erreurs de mesure. En s'associant à un nombre toujours plus important de constructeurs automobiles, l'entreprise a dû relever d'autres défis à l'aide de la vision artificielle.

La détection des voies de circulation n'était qu'un début. Face à la forte demande des clients pour des fonctionnalités améliorant encore plus la sécurité des automobilistes, l'équipe a perfectionné les capacités de détection de son système sur puce personnalisé, EyeQ®. Désireuse d'innover en matière de sécurité, Mobileye a également breveté des solutions de détection des usagers de la route tels que les cyclistes et les piétons, ainsi que des panneaux de signalisation.

L'amélioration du logiciel, l'augmentation de la puissance de calcul et l'utilisation de caméras plus performantes ont permis à l'équipe Mobileye de continuer à développer le système, notamment en lui permettant de détecter les véhicules et les piétons sur de plus grandes distances. Les ingénieurs ont aussi mis au point la détection d'espace libre qui, pour fournir des informations détaillées sur l'espace disponible pour conduire, se base sur des repères sémantiques qui vont au-delà du simple marquage des voies.

Ces progrès ont ainsi permis à l'entreprise d'être aujourd'hui le leader dans le développement de technologies pour des véhicules entièrement autonomes. À l'OEB, le nombre de demandes de brevets déposées dans ce secteur a augmenté de 330 % au cours des sept dernières années et le marché devrait atteindre 62 milliards d'euros en 2030. Plus de douzaine de constructeurs automobiles ont choisi de collaborer avec Intel et/ou Mobileye pour leurs programmes de véhicules autonomes.

Mobileye a déposé environ 150 brevets à l'échelle internationale. Ces dépôts de brevets ont été essentiels pour établir la crédibilité de la société et intéresser les clients, les industriels automobiles souhaitant maintenir leur réputation et éviter tout litige potentiel en matière de propriété intellectuelle.

Vers un avenir sans accident

En faisant passer l'ADAS d'un matériel lourd à un logiciel intelligent, les inventeurs israéliens ont réussi à réduire le coût de la technologie et à accroître son efficacité. Les économies réalisées ont permis de démocratiser le système au-delà du créneau des véhicules haut de gamme. Celui-ci est désormais disponible sur l'ensemble des gammes de véhicules, permettant à des millions de conducteurs du monde entier de pouvoir profiter de la sécurité apportée par le système.

Mobileye détenait environ 70 % du marché des logiciels de détection d'obstacles en 2017. L'entreprise travaille avec pas moins de 25 grands constructeurs automobiles, dont BMW, Volkswagen AG, Ford et General Motors qui proposent des fonctions de sécurité telles que le freinage automatique d'urgence et l'assistance au maintien de la trajectoire.

En 2017, l'innovation de Mobileye a obtenu une reconnaissance mondiale avec son rachat par Intel pour 13,5 milliards d'euros, la plus importante acquisition d'une société israélienne jamais réalisée. L'entreprise a depuis doublé ses effectifs et emploie aujourd'hui plus de 1 000 personnes. Elle est cotée au New York Stock Exchange (NYSE) depuis 2014, après la plus importante introduction en bourse jamais réalisée d'une société israélienne aux États-Unis. Amnon Shashua est aujourd'hui vice-président principal (SVP) d'Intel Corporation mais aussi président et CEO de Mobileye. L'équipe nommée pour le Prix de l'inventeur européen 2019 comprend également Erez Dagan, vice-président exécutif produit et stratégie de Mobileye et vice-président d'Intel Corporation ; Yoram Gedalyahu, vice-président cartographie et localisation et co-directeur général REM ; Gaby Hayon, vice-président exécutif R&D de Mobileye et vice-président d'Intel ; Elchanan Rushinek, vice-président exécutif Ingénierie de Mobileye et vice-président d'Intel Corporation ; Shai Shalev-Shwartz, CTO ; et Gideon Stein, directeur de la recherche scientifique.

Le marché mondial des ADAS est large et en plein développement. Outre l'essor du marché des véhicules de tourisme, Mobileye s'attend à ce que les systèmes ADAS soient prochainement utilisés dans les véhicules utilitaires en raison de l'évolution de la législation et de normes de sécurité qui incombent aux gestionnaires de parc automobile. En plus de ses avantages en matière de sécurité routière, ces systèmes permettent également de réduire les temps de trajet, ce qui permet aux automobilistes d'économiser du carburant et de réduire les émissions de CO2.

La prévention des accidents de la route reste toutefois l'une des principales motivations de l'équipe Mobileye. Les systèmes d'aide à la conduite peuvent réduire considérablement le nombre d'accidents de la circulation - jusqu'à 46 % selon une étude européenne publiée en 2016. Amon Shashua et ses collègues sont déterminés à poursuivre les améliorations de cette technologie avec pour objectif de réduire le nombre de victimes de la route à 0.

« Les progrès technologiques de ces dix dernières années ont démontré qu'il était possible d'éviter la plupart des collisions routières. Nous sommes fiers que nos travaux permettent d'entrer dans une nouvelle dimension en matière de sécurité automobile. Loin de nous l'idée de nous arrêter ici : nous continuerons nos travaux jusqu'à ce que tous les véhicules puissent être équipés d'un système ADAS ».

Additional resources

View the patent(s): EP1806595, EP1236126, EP1741079

Additional information, photos and videos about the European Inventor Award 2019 can be found in the EPO Media Centre. Smart TV users can download our app "Innovation TV" and watch videos about all finalists on their TV screen. The award ceremony on 20 June 2019 will be broadcast live on Innovation TV, the EPO website and the EPO's Facebook page.