Lebih cerdas, lebih jauh, lebih tepatnya: bagaimana AI mengubah penerbangan ke ruang angkasa

Kami di Binary District telah meluncurkan kursus baru dalam AI untuk bisnis . Dalam kursus ini, kami banyak berbicara tentang penggunaan praktis kecerdasan buatan di berbagai industri: ritel, media, dan kedokteran.

Tetapi otomatisasi membantu orang tidak hanya di Bumi. Dalam artikel ini, kami telah mengumpulkan contoh bagaimana AI dapat digunakan (atau sudah digunakan) untuk eksplorasi ruang angkasa.



Ada tujuh kasus di bawah luka: dari prediksi badai di Matahari ke penyelamat robot ruang angkasa.

1. Memprediksi badai matahari dan melindungi terhadap asteroid

Para ilmuwan di Frontier Development Lab NASA, bekerja sama dengan Microsoft dan IBM, sedang mengerjakan sistem belajar mandiri untuk memprediksi kekuatan dan besarnya badai matahari. Jika berhasil, mereka dapat digunakan tidak hanya untuk menentukan iklim planet baru dan kesesuaiannya untuk kehidupan, tetapi juga untuk menemukan sumber daya alam.

Laboratorium ini didirikan oleh pengusaha Selandia Baru James Parr, terinspirasi oleh Tantangan Besar Asteroid Obama pada 2013. Parr mengundang NASA untuk bekerja sama dalam sebuah proyek yang menggabungkan pengembangan AI canggih ke dalam proyek-proyek untuk melindungi Bumi dari asteroid dan bahaya lainnya. Menurut Parr, kecerdasan buatan adalah satu-satunya teknologi yang belum berhasil dihargai oleh para astronom.

2. Buka exoplanet

Kecerdasan buatan juga membantu para ilmuwan menemukan planet baru. Teleskop Kepler, dilengkapi dengan algoritma AI, diluncurkan ke luar angkasa pada bulan Maret 2009 dan bekerja selama hampir satu dekade: selama waktu ini, para astronom telah menemukan lebih dari 2.600 eksoplanet dengannya. Misalnya, pada akhir 2017, ia membantu menemukan kembaran tata surya dengan menemukan planet Kepler 80g dan Kepler 90i di sistem bintang Kepler-90 di rasi bintang Naga.

"Ini seperti mencari jarum di tumpukan jerami," Chris Shallu, insinyur senior di Google AI, salah satu peneliti proyek, selama panggilan konferensi penemuan.

Pada Oktober 2018, tangki bahan bakarnya kosong dan teleskop menyelesaikan misi. Namun, setelah Kepler selesai berburu untuk dunia baru, para astronom dapat menemukan 104 planet ekstrasurya lainnya menggunakan data dan informasi yang ia kumpulkan dari teleskop Gaia.


Kepler Telescope Render (NASA)

Untuk mencapai hasil ini, para peneliti melatih algoritma menggunakan data dari NASA. Setelah mempelajari 15 ribu sinyal uji, teleskop mampu menentukan planet dengan benar dalam 96% kasus.

3. Untuk melakukan laporan dari ISS

Jika Pixar merancang robot, itu akan terlihat persis sama (JAXA / NASA)

Badan Eksplorasi Aerospace Jepang (JAXA) mengembangkan Int-Ball, sebuah drone yang dikendalikan dari jarak jauh yang melakukan eksperimen di depan kamera yang dilakukan di atas stasiun ruang angkasa dan mengirimkannya ke Bumi.

Semua elemen Int-Ball dicetak pada printer 3D, bergerak dengan bantuan 12 baling-baling, dan dipandu di dalam ISS oleh titik-titik merah muda terpaku.

Robot kecil bermata besar (beratnya hanya satu kilogram Int-Ball, diameter - 15 cm) memfasilitasi sinkronisasi kru dan kru di Bumi. Drone mengambil beberapa tugas astronot dan mengurangi beban kerja sebesar 10%. Direncanakan bahwa di masa depan Int-Ball akan dapat melacak stok produk dan memperbaiki bagian-bagian kapal yang rusak.

Video pertama yang dibuat oleh Int-Ball

4. Bantu mesin mendarat

Perkembangan modern menggunakan AI secara bertahap membuat perangkat lunak dan teknologi lebih mandiri, mampu belajar sendiri. Perkembangan yang paling diantisipasi di daerah ini adalah kapal yang mampu secara independen mengoreksi jalur relatif ke orbit, beroperasi dengan autopilot dan mendarat di stasiun ruang angkasa.


AI juga membantu NASA menciptakan konsep modul pendaratan antarplanet. Misalnya, begini

Memilih situs untuk pendaratan adalah tugas yang kompleks dan multidimensi. Diperlukan permukaan yang relatif halus, menyala (jika perangkat ini didukung oleh baterai surya), sehingga situs ini menarik bagi para peneliti. Selain itu, kondisi ini harus diperhatikan pada area yang cukup luas - jika probe tidak duduk di tempat yang ditentukan secara tepat, tetapi di sebelahnya. Dalam hal ini, keputusan harus dibuat berdasarkan data yang tidak lengkap dan heterogen di permukaan planet ini, yang dikumpulkan dari beberapa sumber.

Untuk mengatasi masalah ini, para ilmuwan telah mengembangkan sistem berbasis AI yang memilih lokasi pendaratan yang cocok untuk misi Mars. Pengembangannya dijelaskan secara rinci di sini . Teknologi ini didasarkan pada teori logika fuzzy. Tidak seperti logika biasa, pernyataan tidak hanya benar dan salah. Dalam logika fuzzy, konsep seperti "pernyataan benar dengan probabilitas ini dan itu" atau "pernyataan benar dalam ukuran ini dan itu" digunakan.

Dengan menggunakan data pada medan, udara, komposisi tanah, dan kondisi lainnya di berbagai titik Mars, sistem secara otomatis memilih tempat yang cocok untuk mendaratkan bajak. Program ini bekerja seperti ini: ia membagi permukaan Mars menjadi beberapa bagian kecil, memberikan angka dari 0 ke 1 untuk semua orang (0 - tidak cocok untuk pendaratan, 1 - cocok untuk pendaratan), mengelompokkan area-area yang menguntungkan bersama-sama dan menawarkannya kepada para astronom.

Secara teori, program ini dapat bekerja dalam arah yang berlawanan: pilih rover Mars yang tepat untuk mempelajari lanskap tertentu. Para penulis proyek berharap bahwa segera algoritma tersebut dapat digunakan untuk membuat penjelajah otonom yang berkomunikasi dengan Bumi hanya dalam kasus darurat. Ini akan membuat menjelajahi planet baru jauh lebih efisien dan lebih cepat.


Cari lokasi yang cocok

Menurut insinyur NASA Hiro Ono, pesawat ruang angkasa otonom sudah dalam pengembangan: mungkin Eropa, salah satu bulan Jupiter, akan menjadi tujuan berikutnya bagi para ilmuwan.

5. Lacak radiasi

Bahaya besar bagi kesehatan anggota awak ruang angkasa adalah radiasi radioaktif. Selama penerbangan, para astronot segera menemukan dua jenis radiasi pengion: sinar matahari dan sinar kosmik. Paparan sinar yang berkepanjangan merusak untai DNA. Tubuh mampu memperbaiki kerusakan, tetapi selama kesalahan "perbaikan" sering terjadi, menyebabkan mutasi.

Para ilmuwan dari seluruh dunia sedang melakukan penelitian bersama di bidang AI untuk terus memantau kesehatan astronot selama penerbangan. Munculnya teknologi yang dapat melacak perubahan minimal dalam kondisi anggota kru akan memungkinkan Anda untuk mengambil tindakan tepat waktu dan menghindari konsekuensi serius.

6. Jadilah teman

Terbang ke luar angkasa adalah tekanan besar bagi seseorang, dan tidak hanya dari sudut pandang fisik. Berbulan-bulan yang dihabiskan jauh dari keluarga, seringkali tanpa kemampuan untuk menghubungi mereka, adalah ujian yang sulit bahkan bagi mereka yang paling berpengalaman dan terlatih. Para ilmuwan berharap bahwa teknologi baru akan membantu ini. CIMON (Interactive Mobile Command Satellite) adalah asisten AI pertama, yang ditugaskan oleh Pusat Penerbangan dan Kosmonotika Jerman. Airbus dan IBM telah mengembangkan asisten virtual untuk memfasilitasi penerbangan panjang untuk anggota kru.

Robot yang terlihat seperti bola sepak dilengkapi dengan beberapa kamera video, mikrofon, sensor, dan prosesor: dengan bantuan mereka, ia berkomunikasi dengan para astronot. Dua belas kipas built-in memungkinkan dia terbang ke segala arah, mengangguk dan menggelengkan kepalanya.

Fungsi utama CIMON di atas kapal atau stasiun ruang angkasa adalah untuk memberikan instruksi untuk menyelesaikan tugas-tugas kompleks atau memperbaiki bagian-bagian kapal (dapat dengan cepat mencari dan mengatur informasi). Tapi CIMON bukan hanya asisten, tetapi juga memiliki peran sosial: untuk berkomunikasi dengan para astronot selama penerbangan panjang. Itulah sebabnya para pengembang menambahkan fungsi pengenalan wajah dan elemen "manusia" dalam bentuk senyum lebar di layar.

7. Simpan astronot

Penelitian di bidang ini dilakukan di Rusia. Robot penyelamat humanoid pertama Fedor (FEDOR - Final Object Demonstration Research Research), yang dikembangkan oleh Advanced Research Foundation dan Android Technology NGO, mungkin sudah menjadi anggota kru pada tahun 2021. Robot dapat mengendarai mobil, mengatasi rintangan, menggunakan alat konstruksi, menavigasi medan dan mengangkat beban hingga 20 kg. Saat ini, ini adalah satu-satunya robot antropomorfik yang dapat merangkak merangkak.

Untuk berinteraksi dengan dunia luar, Fedor menggunakan dua kamera, imager termal, mikrofon, GPS, dan beberapa lusin laser: peralatan ini memungkinkannya membangun diagram tiga dimensi lingkungan dan lebih akurat melakukan tugas. Fedor memiliki empat mode operasi: otonom, penyelia, penyalinan, dan gabungan.

Fitur lainnya adalah sistem torsi terbalik atau komunikasi sensorik. Operator mengendalikan robot menggunakan setelan khusus, dan robot mengirimkan informasi melalui setelan kembali ke operator. Jadi, misalnya, manajer dapat merasakan seberapa berat beban mengangkat Fedor. Pada bulan September 2018, Fedor dipindahkan ke Roscosmos , di mana ia akan dipersiapkan untuk penerbangan dengan pesawat ruang angkasa Federasi.

Selama beberapa tahun terakhir, penerbangan ke ruang angkasa menjadi lebih mudah dan lebih aman, tetapi di bidang teknik luar angkasa ada banyak tugas yang belum terselesaikan. Kapal autopilot, robot sosial, dan pengembangan kecerdasan buatan lainnya dapat membantu mengatasi masalah ini dengan membuat planet lain lebih dekat dan lebih mudah diakses.