أكثر ذكاءً وأكثر دقة: كيف تغير الذكاء الاصطناعي الرحلات الجوية إلى الفضاء

لقد أطلقنا في Binary District دورة جديدة في الذكاء الاصطناعى للأعمال . في هذه الدورة ، نتحدث كثيرًا عن الاستخدام العملي للذكاء الاصطناعي في مختلف الصناعات: تجارة التجزئة والإعلام والطب.

لكن الأتمتة تساعد الناس ليس فقط على الأرض. في هذه المقالة ، قمنا بجمع أمثلة حول كيفية استخدام الذكاء الاصطناعي (أو الذي يتم استخدامه بالفعل) لاستكشاف الفضاء.



هناك سبع حالات قيد الانطلاق: من التنبؤ بالعواصف في الشمس إلى المنقذ الآلي للفضاء.

1. التنبؤ العواصف الشمسية وحماية ضد الكويكبات

يعمل علماء في Frontier Development Lab التابع لناسا ، بالتعاون مع Microsoft و IBM ، على أنظمة التعلم الذاتي للتنبؤ بقوة العواصف الشمسية وحجمها. إذا نجحت ، يمكن استخدامها ليس فقط لتحديد مناخ الكواكب الجديدة ومدى ملاءمتها للحياة ، ولكن أيضًا من أجل العثور على الموارد الطبيعية.

أسس المختبر رجل الأعمال النيوزيلندي جيمس بار ، المستوحى من تحدي الكويكب الكبير لأوباما في عام 2013. ودعا بار ناسا إلى العمل معًا على مشروع يدمج التطورات المتقدمة في الذكاء الاصطناعي في مشاريع لحماية الأرض من الكويكبات وغيرها من الأخطار. وفقا لبار ، فإن الذكاء الاصطناعي هو التكنولوجيا الوحيدة التي لم يتمكن علماء الفلك من تقديرها بعد.

2. افتح الكواكب الخارجية

الذكاء الاصطناعي يساعد العلماء على اكتشاف كواكب جديدة. تم إطلاق تلسكوب كيبلر ، المجهز بخوارزمية الذكاء الاصطناعي ، إلى الفضاء في مارس 2009 وعمل لمدة عشر سنوات تقريبًا: خلال هذه الفترة ، وجد علماء الفلك أكثر من 2600 كوكب خارج المجموعة الشمسية. على سبيل المثال ، في نهاية عام 2017 ، ساعد في العثور على التوأم للنظام الشمسي من خلال اكتشاف الكواكب Kepler 80g و Kepler 90i في نظام النجوم Kepler-90 في كوكبة Dragon.

"إنه مثل البحث عن إبرة في كومة قش ،" كريس شالو ، كبير المهندسين في Google AI ، أحد الباحثين في المشروع ، خلال مؤتمر عبر الهاتف.

في أكتوبر 2018 ، كان خزان الوقود الخاص به فارغًا وأنهى التلسكوب المهمة. ومع ذلك ، بعد أن انتهى كيبلر من البحث عن عوالم جديدة ، تمكن علماء الفلك من اكتشاف 104 كواكب خارجية أخرى باستخدام البيانات والمعلومات التي جمعها من تلسكوب غايا.


كبلر تلسكوب Render (ناسا)

لتحقيق هذه النتيجة ، قام الباحثون بتدريب الخوارزمية باستخدام بيانات من وكالة ناسا. بعد دراسة 15 ألف إشارة اختبار ، تمكن التلسكوب من تحديد الكوكب بشكل صحيح في 96 ٪ من الحالات.

3. للقيام تقارير من محطة الفضاء الدولية

إذا صممت شركة Pixar الروبوت ، فسيبدو الأمر نفسه تمامًا (JAXA / NASA)

قامت وكالة استكشاف الفضاء اليابانية (JAXA) بتطوير Int-Ball ، وهي طائرة بدون طيار يتم التحكم فيها عن بُعد وتجري تجارب على الكاميرا تجري على متن محطة فضائية وترسلها إلى الأرض.

تتم طباعة جميع عناصر Int-Ball على طابعة ثلاثية الأبعاد ، وتتحرك بمساعدة 12 مراوح ، ويتم توجيهها داخل محطة الفضاء الدولية بواسطة علامات النقاط الملونة باللون الوردي.

روبوت صغير ذو عيون كبيرة (يزن فقط كيلوغرام من Int-Ball ، قطر - 15 سم) يسهل مزامنة الطاقم والطاقم على الأرض. أخذت الطائرة بدون طيار العديد من واجبات رواد الفضاء وقللت من عبء العمل بنسبة 10 ٪. من المخطط أن تكون Int-Ball في المستقبل قادرة على تتبع مخزون المنتجات وإصلاح أجزاء السفينة المكسورة.

أول مقاطع الفيديو التي أدلى بها Int- الكرة

4. مساعدة الآلات الأرض

التطورات الحديثة باستخدام الذكاء الاصطناعى تجعل البرامج والتكنولوجيا تدريجية أكثر استقلالية وقادرة على التعلم الذاتي. أكثر التطورات المتوقعة في هذا المجال هي السفن القادرة على تصحيح المسار المتعلق بالمدار ، والذي يعمل على الطيار الآلي والهبوط على محطة فضائية ، بشكل مستقل.


كما تساعد منظمة العفو الدولية وكالة ناسا على إنشاء مفاهيم وحدة الهبوط بين الكواكب. على سبيل المثال ، مثل

يعد اختيار موقع للزراعة مهمة معقدة ومتعددة الأبعاد ، فمن الضروري أن يكون السطح أملسًا ومضاءًا نسبيًا (إذا كان الجهاز يعمل ببطاريات شمسية) ، بحيث يكون الموقع مثيرًا للباحثين. بالإضافة إلى ذلك ، يجب مراعاة هذه الشروط على مساحة كبيرة بما يكفي - في حالة عدم وجود المسبار في مكان محدد بدقة ، ولكن بجواره. في هذه الحالة ، يجب اتخاذ القرارات على أساس بيانات غير كاملة وغير متجانسة على سطح الكوكب ، تم جمعها من عدة مصادر.

لحل هذه المشكلة ، طور العلماء نظامًا يعتمد على الذكاء الاصطناعي يختار موقع هبوط مناسبًا لمهمة المريخ. يوصف التطور بالتفصيل هنا . تعتمد التقنية على نظرية المنطق الغامض. على عكس المنطق العادي ، لا يمكن أن تكون البيانات صحيحة وكاذبة فقط. في المنطق الغامض ، يتم استخدام مفاهيم مثل "بيان صحيح مع مثل هذا الاحتمال" أو "بيان صحيح في مثل هذا التدبير".

باستخدام البيانات الموجودة على التضاريس والهواء وتكوين التربة وظروف أخرى في نقاط مختلفة من المريخ ، يقوم النظام تلقائيًا بتحديد الأماكن المناسبة لهبوط الطائرة. يعمل البرنامج على هذا النحو: إنه يقسم سطح المريخ إلى أقسام صغيرة ، ويعين عددًا من 0 إلى 1 للجميع (0 - غير مناسب للهبوط ، 1 - مناسب للهبوط) ، ويجمع المناطق الملائمة معًا ويقدمها إلى علماء الفلك.

من الناحية النظرية ، يمكن للبرنامج العمل في الاتجاه المعاكس: حدد المريخ روفر المناسب لدراسة مشهد معين. يأمل مؤلفو المشروع أن يتم استخدام مثل هذه الخوارزميات قريبًا لإنشاء روفر مستقل يتواصل مع الأرض في حالات الطوارئ فقط. هذا من شأنه أن يجعل استكشاف الكواكب الجديدة أكثر كفاءة وأسرع.


ابحث عن موقع مناسب

وفقًا لمهندس ناسا ، هيرو أونو ، فإن المركبات الفضائية المستقلة قيد التطوير بالفعل: ربما تصبح أوروبا ، أحد أقمار كوكب المشتري ، الوجهة التالية للعلماء.

5. تتبع الإشعاع

هناك خطر كبير على صحة أفراد أطقم الفضاء هو الإشعاع الإشعاعي. أثناء الرحلة ، يواجه رواد الفضاء على الفور نوعين من الإشعاعات المؤينة: التوهجات الشمسية والأشعة الكونية. التعرض لفترات طويلة لمثل هذه الأشعة يدمر فروع الحمض النووي. يمكن للجسم إصلاح فترات الراحة ، ولكن أثناء حدوث أخطاء "الإصلاح" غالبًا ما تحدث ، مما يؤدي إلى حدوث طفرات.

يجري العلماء من جميع أنحاء العالم أبحاثًا مشتركة في مجال الذكاء الاصطناعى لمراقبة صحة رواد الفضاء باستمرار أثناء الرحلة. سيسمح لك ظهور التكنولوجيا التي يمكنها تتبع التغييرات الطفيفة في حالة أفراد الطاقم باتخاذ الإجراءات في الوقت المناسب وتجنب العواقب الوخيمة.

6. كن صديقا

يمثل الطيران إلى الفضاء ضغطًا كبيرًا على الشخص ، وليس فقط من وجهة نظر جسدية. تعد أشهر طويلة تقضيها بعيدًا عن العائلة ، وغالبًا دون القدرة على الاتصال بهم ، اختبارًا صعبًا حتى لأكثرهم خبرة وتدريبًا. ويأمل العلماء أن التقنيات الجديدة سوف تساعد في هذا. CIMON (القمر الصناعي التفاعلي للأجهزة المحمولة) هو أول مساعد لمنظمة العفو الدولية ، بتكليف من المركز الألماني للطيران وعلم الفضاء. طورت إيرباص وشركة آي بي إم مساعدًا افتراضيًا لتسهيل الرحلات الطويلة لأفراد الطاقم.

روبوت يشبه كرة القدم مجهز بعدة كاميرات فيديو وميكروفونات وأجهزة استشعار ومعالجات: بمساعدتهم ، يتواصل مع رواد الفضاء. اثنا عشر من المعجبين المدمجين يسمحون له بالطيران في جميع الاتجاهات ، هز رأسه ويهز رأسه.

تتمثل الوظيفة الرئيسية لـ CIMON على متن سفينة أو محطة فضائية في إعطاء تعليمات لاستكمال المهام المعقدة أو إصلاح أجزاء من السفينة (يمكنها البحث بسرعة وتنظيم المعلومات). لكن CIMON ليست مجرد مساعدة ، بل لها أيضًا دور اجتماعي: التواصل مع رواد الفضاء خلال الرحلات الطويلة. لهذا السبب أضاف المطورون وظيفة التعرف على الوجوه وعنصر "بشري" في شكل ابتسامة عريضة على الشاشة.

7. احفظ رواد الفضاء

يتم البحث في هذا المجال في روسيا. قد يصبح أول فرد إنساني يعمل بالإنسان الآلي فيدور (FEDOR - البحث التجريبي النهائي لكائن البحث) ، الذي طورته مؤسسة الأبحاث المتقدمة والمنظمة غير الحكومية لتقنية Android ، عضوًا في طاقم العمل بالفعل عام 2021. يمكن للروبوت قيادة سيارة ، والتغلب على مسار العائق ، واستخدام أدوات البناء ، والتنقل في التضاريس ورفع الأحمال حتى 20 كجم. في الوقت الحالي ، هذا هو الروبوت الوحيد المجسم الذي يمكنه الزحف على أربع.

للتفاعل مع العالم الخارجي ، يستخدم Fedor كاميرتين ، والتصوير الحراري ، وميكروفون ، ونظام تحديد المواقع ، وعشرات من أجهزة الليزر: تسمح له هذه الآلة ببناء رسم ثلاثي الأبعاد للبيئة وأداء المهام بشكل أكثر دقة. لدى Fedor أربعة أنماط من التشغيل: الحكم الذاتي ، المشرف ، النسخ والجمع.

ميزة أخرى من ميزاته هي نظام عزم الدوران العكسي أو الاتصال الحسي. يتحكم المشغل في الروبوت باستخدام بدلة خاصة ، وينقل الروبوت المعلومات من خلال البدلة إلى المشغل. وبالتالي ، على سبيل المثال ، يمكن أن يشعر المدير بمدى ثقل الحمل الذي يرفع Fedor. في سبتمبر 2018 ، تم نقل فيدور إلى روسكوزموس ، حيث سيكون مستعدًا للطيران على متن المركبة الفضائية للاتحاد.

خلال السنوات القليلة الماضية ، أصبحت الرحلات الجوية إلى الفضاء أسهل وأكثر أمانًا ، ولكن في مجال هندسة الفضاء هناك العديد من المهام التي لم تحل بعد. يمكن للسفن الطيار الآلي ، والروبوتات الاجتماعية ، وغيرها من التطورات الذكاء الاصطناعي مساعدة في التعامل مع هذه المشاكل من خلال جعل الكواكب الأخرى أقرب وأكثر سهولة.