https://bodybydarwin.com
Slider Image

يتعلم روفرز كوريوسيتي والمركبات الفضائية الأخرى التفكير بأنفسهم

2021

يستغرق الأمر ما يصل إلى 24 دقيقة حتى تنتقل الإشارة بين الأرض والمريخ. إذا كنت من رواد المريخ تتساءل عن الصخور التي يجب التنقيب فيها ، فهذا يعني الانتظار لمدة 48 دقيقة على الأقل لإرسال صور لموقعك الجديد إلى ناسا ومن ثم تلقي أوامر المسيرة. إنه الكثير من الوقت الضائع لروبوت يكلف 2.6 مليار دولار.

لهذا السبب يمنح المهندسون المركبات الفضائية بشكل متزايد القدرة على اتخاذ قراراتهم الخاصة. تمكنت الروبوتات الفضائية منذ فترة طويلة من التحكم في أنظمة معينة على متن الطائرة - لتنظيم استخدام الطاقة ، على سبيل المثال - ولكن الذكاء الاصطناعي يمنح الآن للمُجَارِفين والمدارين القدرة على جمع وتحليل بيانات العلوم ، ثم يقرر ما هي المعلومات لإرسالها إلى الأرض ، دون أي المدخلات البشرية.

منذ مايو 2016 ، قامت ناسا باختبار نظام مستقل على سيارة Curiosity. يظهر تقرير جديد أن النظام الجديد ، المسمى AEGIS (الاستكشاف الذاتي لجمع العلوم المتزايدة) ، يعمل بشكل جيد ولديه القدرة على تسريع الاكتشافات العلمية.

يقول ريموند فرانسيس ، وهو جزء من فريق برمجيات AEGIS التابع لشركة Jet Propulsion Laboratory ، "إن كوكب المريخ الآن مأهول تمامًا بالروبوتات ، وواحد منهم ذكي بشكل مصطنع بما يكفي لاتخاذ قراراته الخاصة بشأن ما يجب أن ينطلق باستخدام الليزر الخاص به."

AEGIS لديه وظيفتان. الأول هو اختيار صخور ذات مظهر مثير للاهتمام ، ثم إخبار ChemCam من Curiosity بإطلاق النار على أشعة الليزر على الصخور ، لتبخيرها وتحليل تكوينها. عادةً ما تقوم برامج التحكم في ناسا ببرمجة "Curiosity" لاستخدام AEGIS بعد أن تتجه إلى مكان جديد - حيث إن برنامج Earth سيستغرق بعض الوقت لمعرفة ما هو حول روفر في موقعه الجديد وإرسال أمر جديد ، يسمح AEGIS لجهاز روفر بإجراء قياس علمي أثناء إنه ينتظر.

يقول فرانسيس: "في فترة ما بعد القيادة ، تحركت المركبة ، ولم ير أي شخص على وجه الأرض مكانها بعد". "يجب أن يكون المتجول قادرًا على اتخاذ قرار بشأن الهدف على المريخ ، لأنه لا يمكن لأحد على الأرض أن يكون في الحلقة."

علّم العلماء AEGIS كيفية التعرف على الأساس ، الذي يهتمون به لأنه يحتوي على أدلة على قدرة Mars الماضية على دعم الحياة. و 93 في المئة من الوقت ، تختار AEGIS نفس الهدف الذي كان يمكن أن يختاره الإنسان - ولكن دون تأخر ساعة أو نحو ذلك. إنه تحسن كبير مقارنة بالقياسات السابقة ، والتي جعلت ChemCam تختار هدفًا عشوائيًا أثناء انتظار ناسا. استحوذت هذه التحليلات على أفضل هدف بنسبة 24 بالمائة فقط من الوقت.

يستغرق الأمر ما بين 90 إلى 105 ثانية لاستهداف النتائج وانطلقها وتحليلها ، وبالتالي فإن المتجول قد انتهى بالفعل بحلول الوقت الذي توجد فيه ناسا لتعليمات جديدة. ومع ذلك ، اختار الفريق عدم تشغيل AEGIS إذا كانت بطاريات Curiosity منخفضة ، أو يوجد بالفعل الكثير من البيانات التي يجب إعادة إرسالها إلى الأرض.

تتمثل مهمة كوريوسيتي في فهم تاريخ غيل كريتر مارس ، لمعرفة ما إذا كان قادرًا على الحفاظ على الحياة. يقول فرانسيس: "طريقة القيام بذلك هي من خلال استقصاء طويل الأجل". ويجعل AEGIS هذا الاستطلاع أكثر ثراءً بملء الفجوات ... اعتبارًا من الأسبوع الماضي ، أصبح لدينا ما يقرب من 90 موقعًا جديدًا تمت دراستها والتي لولا ذلك لم يكن. الكثير من هذه النتائج لم تنشر بعد. "

تتمثل المهمة الثانية لـ AEGIS في تصحيح هدف ChemCam ، لمساعدة وحدات التحكم البشرية الخاصة به عندما يرغبون في تحليل ميزة صغيرة جدًا على الصخور. إذا لم تضغط عليه NASA في المحاولة الأولى ، فقد يعني ذلك أن القياس قد فقد إلى الأبد لأن المتجول يحتاج إلى القيادة بعيدًا ، وإلا فقد يضيع عمل ليوم كامل بينما تنتظر NASA محاولة ثانية.

يمكن لنظام تصحيح الهدف أن يبطئ الأمور ببضع دقائق ، لكن في الوقت الذي استخدمته ناسا ، قام بتصحيح اللقطات التي كانت ستفقد الهدف ، وبالتالي توفير اليوم.

تم تطوير برنامج AEGIS أصلاً لبرنامج الفرص في عام 2010 ، لمساعدته على تحديد والتقاط صور الصخور. منذ ذلك الحين ، "لقد حسننا من قدرتها على تمييز مواد محددة" ، كما يقول فرانسيس. يعمل الفريق أيضًا على إضافة المزيد من المرونة في تحديد الأهداف وتحديدها وبدء قياسات المتابعة.

وعندما تهبط سفينة ناسا التالية على الكوكب الأحمر في عام 2020 ، ستكون قادرة على أخذ قياسات موجهة من AEGIS مع أي من الأدوات الموجودة على صاريتها. يتضمن ذلك SuperCam ، الذي يشبه ChemCam ولكن مع قدرات إضافية - مثل مطياف رامان الذي يحلل الهياكل البلورية ، ومقاييس الطيف المرئية والأشعة تحت الحمراء التي تعمل عن بعد. "لذلك سيكون لدينا مجموعة كاملة من الأدوات التي يمكننا الإشارة إليها مع AEGIS في عام 2020 ، كما يقول فرانسيس.

في مقال ثانٍ في Science Robotics ، يشرح ستيف شين من مجموعة الذكاء الاصطناعي بمختبر Jet Propulsion Laboratory كيف تفتح الأنظمة الذكية حقبة جديدة من استكشاف الفضاء.

الأقمار الصناعية التي تدور حول الأرض قادرة بالفعل على التعرف على الثلوج مقابل الماء أو الجليد ، وتلاحظ متى تتغير هذه الأشياء. يمكنهم تحليل الصور أثناء قيامهم بجمعها ، لاكتشاف الأحداث غير العادية مثل بركان ثوران أو حرائق أو فيضان ، ثم اتخاذ إجراءات من خلال جمع صور وبيانات جديدة. بالنسبة للمركبة الفضائية من الأرض ، فإن عدم انتظار أمر يجعل من السهل دراسة الظواهر قصيرة العمر مثل شياطين الغبار على المريخ أو نفاثات الغاز المنبعثة من المذنب.

نظرًا لعدم وجود الكثير من النطاق الترددي لإرسال المعلومات إلى الوطن ، يمكن للمركبة الفضائية اليوم تفسير البيانات التي تجمعها ، وتحديد المعلومات المهمة بما يكفي لإرسالها مرة أخرى إلى الأرض.

لا تقلل أنظمة الذكاء الاصطناعي فقط من وقت الخمول ، بل يمكنها أيضًا فتح قدرات جديدة. "في المستقبل ، يمكن للمدارات والمركبات الجوية والمركبات الجوية أن تنظم وتنسق بشكل مستقل لاستكشاف عوالم بعيدة بشكل أفضل" ، كتب شين. ترجمة: أسراب الحرب. على الكواكب الأخرى.

وبدون الاستقلالية الآلية ، سيكون من المستحيل تقريبًا استكشاف عوالم مثل أوروبا ، التي قد يكون محيطها الداخلي قادرًا على الحفاظ على الحياة. في مداره حول كوكب المشتري ، هذا القمر بعيد جدًا عن الأرض ، وبالتالي فإن التأخير الزمني أسوأ بكثير من المريخ. مما يجعل الأمور أكثر صعوبة ، والإشعاع على أوروبا شديد ، وبالتالي فإن المركبة الفضائية لن تكون قادرة على البقاء على سطح القمر إلا لفترة محدودة قبل أن تضعف إلكترونياتها. لذلك قد تكون الروبوتات التي يمكنها اتخاذ قراراتها الخاصة هي المفتاح في أوروبا.

لكن فرانسيس يحذر من أننا سنحتاج إلى مزيد من المعلومات حول هذا القمر الجليدي قبل أن نتمكن من إرسال روبوت مستقل إلى السطح. "ما زال هناك الكثير لا نعرفه عن شكل سطح أوروبا. سيكون من الرائع أن يكون لديك فهم أفضل لما تبدو عليه هذه البيئة ، حتى نتمكن من تطوير أنظمة رؤية تعمل بشكل صحيح هناك. "

وهذا فقط على السطح. ناسا تريد حقا أن تلقي نظرة خاطفة على المحيط الداخلي لأوروبا ، مدفونة تحت أميال من الجليد. في ظل هذه الظروف ، قد يحتاج روبوت الصيد على قيد الحياة إلى استكشاف لعدة أيام أو أسابيع أو أشهر دون مدخلات بشرية ، يلاحظ شين.

يقول فرانسيس: "أنت تتحدث عن بيئة غير مستكشفة حقًا ، وهناك تحديات حقيقية لجعل الأنظمة الآلية تعمل في أماكن لم تكن فيها يومًا. لا سيما إذا كانوا سيختارون قياسات العلوم لوحدهم. هناك طرق لمحاولة معالجة ذلك ، مثل النظر في كيفية اكتشاف أشياء مختلفة ، وكيفية تصنيف وتعلم أنواع مختلفة من الأشياء الموجودة في بيئة ، ولكن هذه كلها تطورات لا تزال بحاجة إلى القيام بها. "

سنواجه مشكلات مماثلة إذا أرسلنا مستكشفًا روبوتًا إلى Alpha Centauri ، أقرب نظام نجمي مجاور. في هذه الحالة ، سيتعين على أي مركبة فضائية استكشاف النظام (الذي قد يحتوي على كوكب صالح للسكن) بمفرده ، لأن الاتصالات مع الأرض ستستغرق ثماني سنوات ذهابًا وإيابًا.

من الواضح أنه لا يزال أمامنا طريق طويل قبل أن نكون قادرين على إطلاق هذه المهمة ، لكن شين أمل. "ابتكارات الذكاء الاصطناعى اليوم ،" يكتب ، "تمهد الطريق لجعل هذا النوع من الحكم الذاتي حقيقة".

قد يساعدك مستشعر الهاتف الذكي الرخيص هذا على معرفة ما إذا كان الطعام القديم آمنًا أم لا

قد يساعدك مستشعر الهاتف الذكي الرخيص هذا على معرفة ما إذا كان الطعام القديم آمنًا أم لا

لماذا يكون الشتاء باردًا وموسمًا للإنفلونزا - وما يمكنك القيام به حيال ذلك

لماذا يكون الشتاء باردًا وموسمًا للإنفلونزا - وما يمكنك القيام به حيال ذلك

سيري لديه صوت مفعم بالحيوية.  ولكن هذا ليس هو الشيء الأكثر أهمية.

سيري لديه صوت مفعم بالحيوية. ولكن هذا ليس هو الشيء الأكثر أهمية.