Au Binary District, nous avons lancé un nouveau cours d'
IA pour les entreprises . Dans le cours, nous parlons beaucoup de l'utilisation pratique de l'intelligence artificielle dans diverses industries: commerce de détail, médias et médecine.
Mais l'automatisation aide les gens non seulement sur Terre. Dans cet article, nous avons rassemblé des exemples de la façon dont l'IA peut être utilisée (ou est déjà utilisée) pour l'exploration spatiale.
Il y a sept cas sous la coupe: de la prédiction des tempêtes dans le Soleil au sauveteur robotique spatial.
1. Prédisez les tempêtes solaires et protégez-vous contre les astéroïdes
Des scientifiques du Frontier Development Lab de la NASA, en collaboration avec Microsoft et IBM, travaillent sur des systèmes d'auto-apprentissage pour prédire la force et l'ampleur des tempêtes solaires. En cas de succès, ils peuvent être utilisés non seulement pour déterminer le climat des nouvelles planètes et leur aptitude à la vie, mais aussi pour trouver des ressources naturelles.
Le laboratoire a été fondé par l'entrepreneur néo-zélandais James Parr, inspiré par le grand défi des astéroïdes d'Obama en 2013. Parr a invité la NASA à travailler ensemble sur un projet qui intègre des développements avancés de l'IA dans des projets de protection de la Terre contre les astéroïdes et autres dangers. Selon Parr, l'intelligence artificielle est la seule technologie dont les astronomes n'ont pas encore réussi à apprécier les avantages.
2. Ouvrir des exoplanètes
L'intelligence artificielle aide également les scientifiques à découvrir de nouvelles planètes. Le télescope Kepler, équipé d'un algorithme AI, a été lancé dans l'espace en mars 2009 et a fonctionné pendant près d'une décennie: pendant ce temps, les astronomes ont trouvé plus de 2600 exoplanètes avec lui. Par exemple, fin 2017, il a aidé à retrouver le jumeau du système solaire en découvrant les planètes Kepler 80g et Kepler 90i dans le système stellaire Kepler-90 de la constellation du Dragon.
"C'est comme chercher une aiguille dans une botte de foin", a déclaré Chris Shallu, ingénieur principal chez Google AI, l'un des chercheurs du projet, lors d'une conférence téléphonique de découverte.
En octobre 2018, son réservoir de carburant était vide et le télescope a terminé la mission. Cependant, après que Kepler eut fini de chasser pour de nouveaux mondes, les astronomes ont pu découvrir
104 autres exoplanètes en utilisant les données et les informations qu'il a recueillies à partir du télescope Gaia.
Rendu de télescope Kepler (NASA)Pour atteindre ce résultat, les chercheurs ont formé l'algorithme à l'aide des données de la NASA. Après avoir étudié 15 000 signaux de test, le télescope a pu déterminer correctement la planète dans 96% des cas.
3. Faire des rapports depuis l'ISS
Si Pixar avait conçu le robot, il aurait été exactement le même (JAXA / NASA)L'Agence japonaise d'exploration aérospatiale (JAXA) a développé Int-Ball, un drone télécommandé qui prend des expériences sur caméra menées à bord d'une station spatiale et les envoie sur Terre.
Tous les éléments Int-Ball sont imprimés sur une imprimante 3D, il se déplace à l'aide de 12 hélices et il est guidé à l'intérieur de l'ISS par des marqueurs de points roses collés.
Un petit robot aux grands yeux (ne pèse qu'un kilogramme Int-Ball, diamètre - 15 cm) facilite la synchronisation de l'équipage et de l'équipage sur Terre. Le drone a assumé plusieurs fonctions d'astronautes et a réduit sa charge de travail de 10%. Il est prévu qu'à l'avenir, Int-Ball pourra suivre les stocks de produits et réparer les pièces de navires cassées.
Premières vidéos réalisées par Int-Ball4. Aidez les machines à atterrir
Les développements modernes utilisant l'IA rendent progressivement les logiciels et les technologies plus autonomes, capables d'auto-apprentissage. Les développements les plus attendus dans ce domaine sont les navires capables de corriger indépendamment la trajectoire par rapport à l'orbite, opérant sur pilote automatique et atterrissant sur une station spatiale.
L'IA aide également la NASA à créer des concepts de modules d'atterrissage interplanétaires. Par exemple,Le choix d'un site de plantation est une tâche complexe et multidimensionnelle: il faut que la surface soit relativement lisse, éclairée (si l'appareil est alimenté par des piles solaires), pour que le site soit intéressant pour les chercheurs. De plus, ces conditions doivent être observées sur une zone suffisamment grande - au cas où la sonde ne se trouve pas dans un endroit précisément désigné, mais à côté d'elle. Dans ce cas, les décisions doivent être prises sur la base de données incomplètes et hétérogènes sur la surface de la planète, recueillies auprès de plusieurs sources.
Pour résoudre ce problème, les scientifiques ont développé un système basé sur l'IA qui sélectionne un site d'atterrissage approprié pour la mission martienne. Le développement est décrit en détail
ici . La technologie est basée sur la théorie de la logique floue. Contrairement à la logique ordinaire, les déclarations peuvent être non seulement vraies et fausses. La logique floue utilise des concepts tels que «une affirmation est vraie avec telle ou telle probabilité» ou «une affirmation est vraie dans telle ou telle mesure».
En utilisant des données sur le terrain, l'air, la composition du sol et d'autres conditions à différents points de Mars, le système sélectionne automatiquement les endroits appropriés pour faire atterrir le rover. Le programme fonctionne comme ceci: il divise la surface de Mars en petites sections, attribue un numéro de 0 à 1 à tout le monde (0 - ne convient pas à l'atterrissage, 1 - convient à l'atterrissage), regroupe les zones favorables et les propose aux astronomes.
En théorie, le programme peut fonctionner dans la direction opposée: sélectionnez le bon rover de Mars pour étudier un paysage spécifique. Les auteurs du projet espèrent que bientôt de tels algorithmes pourront être utilisés pour créer des rovers autonomes qui ne communiqueront avec la Terre qu'en cas d'urgence. Cela rendrait l'exploration de nouvelles planètes beaucoup plus efficace et plus rapide.
Rechercher un emplacement appropriéSelon l' ingénieur de la NASA Hiro Ono, des engins spatiaux autonomes sont déjà en cours de développement: peut-être que l'Europe, l'une des lunes de Jupiter, deviendra la prochaine destination des scientifiques.
5. Suivre le rayonnement
Le rayonnement radioactif est un énorme danger pour la santé des membres d'équipages spatiaux. Pendant le vol, les astronautes rencontrent immédiatement deux types de rayonnements ionisants: les éruptions solaires et les rayons cosmiques. Une exposition prolongée à de tels rayons détruit les brins d'ADN. Le corps est capable de réparer les pauses, mais pendant la "réparation", des erreurs se produisent souvent, entraînant des mutations.
Des scientifiques du monde entier mènent des
recherches conjointes dans le domaine de l'IA pour surveiller en permanence la santé des astronautes pendant le vol. L'émergence d'une technologie capable de suivre les changements minimes dans la condition des membres d'équipage vous permettra d'agir à temps et d'éviter de graves conséquences.
6. Soyez un ami
Voler dans l'espace est un énorme stress pour une personne, et pas seulement d'un point de vue physique. Les longs mois passés loin de la famille, souvent sans possibilité de les contacter, sont un test difficile, même pour les plus expérimentés et les plus formés. Les scientifiques espèrent que les nouvelles technologies y contribueront.
CIMON (Interactive Mobile Command Satellite) est le premier assistant d'
intelligence artificielle, commandé par le Centre allemand de l'aviation et de la cosmonautique. Airbus et IBM ont développé un assistant virtuel pour faciliter les longs vols des membres d'équipage.
Un robot qui ressemble à un ballon de football est équipé de plusieurs caméras vidéo, microphones, capteurs et processeurs: avec leur aide, il communique avec les astronautes. Douze ventilateurs intégrés lui permettent de voler dans toutes les directions, de hocher la tête et de secouer la tête.
La fonction principale du CIMON à bord d'un navire ou d'une station spatiale est de donner des instructions pour effectuer des tâches complexes ou réparer des parties d'un navire (il peut rapidement rechercher et organiser des informations). Mais le CIMON n'est pas seulement un assistant, il a aussi un rôle social: communiquer avec les astronautes lors de longs vols. C'est pourquoi les développeurs ont ajouté une fonction de reconnaissance faciale et un élément «humain» sous la forme d'un large sourire à l'écran.
7. Sauvez les astronautes
Des recherches dans ce domaine sont menées en Russie. Le premier robot de sauvetage humanoïde Fedor (FEDOR - Final Experimental Demonstration Object Research), développé par la Advanced Research Foundation et l'ONG Android Technology, pourrait devenir membre d'équipage dès 2021. Le robot peut conduire une voiture, surmonter une course à obstacles, utiliser des outils de construction, naviguer sur le terrain et soulever des charges jusqu'à 20 kg. Pour le moment, c'est le seul robot anthropomorphe qui peut ramper à quatre pattes.
Pour interagir avec le monde extérieur, Fedor utilise deux caméras, un imageur thermique, un microphone, un GPS et plusieurs dizaines de lasers: cet équipement lui permet de construire un diagramme en trois dimensions de l'environnement et d'effectuer plus précisément des tâches. Fedor a quatre modes de fonctionnement: autonome, superviseur, copie et combiné.
Une autre de ses caractéristiques est le système de couple inversé ou de communication sensorielle. L'opérateur contrôle le robot à l'aide d'une combinaison spéciale et le robot transmet à l'opérateur les informations via la combinaison. Ainsi, par exemple, le gestionnaire peut sentir à quel point la charge soulève Fedor. En septembre 2018, Fedor a été
transféré à Roscosmos , où il sera préparé pour le vol sur le vaisseau spatial de la Fédération.
Au cours des dernières années, les vols dans l'espace sont devenus plus faciles et plus sûrs, mais dans le domaine de l'ingénierie spatiale, de nombreuses tâches restent en suspens. Les navires à pilote automatique, les robots sociaux et d'autres développements de l'intelligence artificielle peuvent aider à résoudre ces problèmes en rendant les autres planètes plus proches et plus accessibles.