NASA хочет наделить свои космические аппараты искусственным интеллектом

Оснащение искусственным интеллектом аппаратов, которые человечество отправляет на исследование космических просторов, имеет вполне логичный смысл, так как возможность самостоятельно принимать решения без необходимости дожидаться дальнейших инструкций с Земли может существенно ускорить выполнение запланированных миссий, одновременно повысив эффективность. Поэтому неудивительно, что аэрокосмическое агентство NASA решило подумать, как же именно можно все это реализовать. С каждым десятилетием запускается все больше и больше космических зондов, и было бы неплохо, если бы некоторые из них могли работать полностью автономно, самостоятельно принимая решения при занятии наукой после достижения своих точек назначения. Вот здесь как раз и пришелся бы очень кстати искусственный интеллект. Стив Чен и Кири Варгстаф из Лаборатории реактивного движения NASA считают, что машины, обладающие искусственным интеллектом, могли бы обучаться прямо на ходу, адаптируясь к тем или иным ситуациями и встретившись с теми явлениями, которые недоступны нашим нынешним и даже самым мощным телескопам.

«Наделенные возможностью к самостоятельному принятию решений роботизированные космические аппараты смогут гораздо эффективнее как проводить традиционные научные наблюдения, так и решать невозможные в нынешних условиях задачи, как, например, мгновенно реагировать на кратковременные выбросы пара и другого материала с поверхности комет, находящихся на расстоянии многих миллионов километров от Земли», — говорят исследователи.

Одним из очевидных преимуществ использования искусственного интеллекта будет являться его возможность определения различий между штормовыми и обычными погодными условиями на далеких экзопланетах, что сделает получаемые данные об удаленных мирах гораздо полезнее для ученых на Земле.

Так же как Google использует ИИ для определения кошечек и собачек на фотографиях, так же и космический аппарат, оснащенный искусственным интеллектом, сможет разглядеть, например, различия между снегом и льдом, между текучими и застойными водами, что сделает получаемые научные данные существенно более развернутыми и, соответственно, более ценными.

По предположениям ученых, оснащенные ИИ космические зонды смогут достичь Альфы Центавра примерно через 4,24 светового года. При таких расстояниях, за то время, что отправленный одной из сторон коммуникационный сигнал будет достигать своего адресата, сменится не одно поколение ученых. Наделение же зонда собственным разумом определенно позволит ускорить процесс принятия нужных решений.

Специалисты уверены, что новое поколение роботов, наделенных искусственным интеллектом, сможет самостоятельно определять «объекты интереса», непредвиденные события, собирать и анализировать данные, адаптировать при необходимости изначально заложенную задачу под изменяющиеся условия. А если такие космические зонды будут еще работать сообща, то польза от использования ИИ станет еще более заметной, ведь в таком случае искусственные разумы смогут вместе приниматься за решения сложных задач.

Что радует, примеры интеграции этой автономности в космосе мы можем наблюдать уже сегодня. Марсоход «Кьюриосити» на днях получил обновление программного обеспечения, которое позволяет установленной на его борту камере ChemCam самостоятельно выбирать интересные цели для наблюдения и анализа.

Получив некоторую долю самостоятельности, он стал эффективнее. Теперь вместо ожидания очередных инструкций из Центра управления с Земли «Кьюриосити» может самостоятельно выбирать важные цели для исследования и способен собирать гораздо больше интересной для науки информации, сообщают исследователи.

Но это лишь первый шаг на пути автономных космических исследований. Как отмечают Чен и Вагстафф, новый марсоход, который будет отправлен на Красную планету в 2020 году, сможет автоматически корректировать процесс сбора научной информации с учетом всех имеющихся ресурсов.

Со временем искусственный интеллект будет становиться все важнее и важнее для космических путешествий, говорят ученые. Его важная роль будет заключаться не только в помощи людям на Земле. Немаловажной будет и его роль в том, как человечество будет исследовать и осваивать остальную часть Вселенной.

Одна частица пыли может вывести космический аппарат из строя, доказали физики

Журнал «Physics of Plasmas» опубликовал статью с доводами о том, что попадание мельчайших пылинок в устройства космических спутников и зондов, может привести к их выходу из строя, так как испаряясь, пылинки образовывают плазменные мини-облачка, в центре которых возникают мощные электромагнитные волны. К такому мнению пришли ученые из университета в Бостоне, США. По словам Алекса Флетчера, именно на этот "механизм" приходится определенная часть непонятного рода сбоев, связанных с электроникой, потому что точно диагностировать причину их возникновения в орбитальных условиях является крайне сложным. Еще при первом покорении пределов атмосферы Земли и выходе в открытый космос, ученым и инженерам предстояло решить такие проблемы, как: защита оборудования от воздействия высокоэнергетических космических лучей, предотвращение влияния на работу оборудования мощных электромагнитных всплесков и прочих феноменов, негативно сказывающихся на электронике в целом или даже ее выведения из строя.

Конечно, по большей части, подобные сбои не влекут за собой серьезные последствия. Но, если такое случается в купе с упущенными «недоработками» во время проектирования, это может привести к аварии и конечной потере аппарата. Например, случай с межпланетной российской станцией «Фобос-Грунт». Еще не достигнув Земной орбиты, произошла критическая перезагрузка компьютеров, когда в них «удачно» попали космические лучи. Из-за чего вся станция вышла из строя.

Проведя полное изучение того, как ведет себя космический аппарат во время полета, Флетчеру и Сигриду Клозе - его коллеге из университета в Стэнфорде (США), удалось выявить потенциальную причину того, из-за чего появляются подобного рода лучи и схожие с ними эффекты. С давних пор считается, что частицы пыли - большая угроза для космических спутников и зондов. Если аппарат столкнется с ними на достаточно большой скорости, то они могут повредить обшивку и установленные научные инструменты. Еще в 2011 инженеры НАСА «переживали», что такая участь грозит зонду «New Horizons», пока тот будет подлетать к Плутону.

На протяжении не одного десятилетия изучались подобные столкновения на больших скоростях. Было замечено, что именно из-за этих «гиперзвуковых» событий происходит вырабатывание всплесков излучения. Однако никому не удавалось ответить на вопросы: «почему?», «откуда?» и «из-за чего?» оно появляется. По мнению Клозе и Флетчера, изучивших результаты этих много десятилетних исследований, эти вспышки может порождать плазма, образовывающаяся в ходе испарения частицы, когда та сталкивается с обшивкой космического корабля или зонда. Проверка этой теории проводилась на компьютерной модели.

В итоге, все оказалось очень просто - в пустоте космического пространства движение легких электронов происходит намного быстрее, чем движение тяжелых ионов. Поэтому, «коснувшись» корпуса аппарата, частица пыли превращается в плазменное мини-облачко, делящееся на «быстрые» электроны и «медленные» ионы. Они взаимодействуют друг с другом, что приводит к образованию мощных электромагнитных волн, которые и могут стать причиной появления серьезных неполадок в электронике.

В планах Клозе и Флетчера проведение более детальных и длительных симуляций. Это позволит дать точную оценку тому, с какой периодичностью могут происходить такие события, и насколько реальную угрозу они представляют для зондов, спутников и космических кораблей.