IA impulsiona a jornada autônoma do Perseverance Rover

Em dezembro, NASA deu outro pequeno passo incremental em direção à superfície autônoma veículos espaciais. Em uma demonstração, a equipe do Perseverance usou IA para gerar os waypoints do rover. O Perseverance usou os waypoints de IA em dois dias separados, viajando um complete de 456 metros sem controle humano.

“Esta demonstração mostra até que ponto as nossas capacidades avançaram e amplia a forma como exploraremos outros mundos”, disse o administrador da NASA. Jared Isaacman. “Tecnologias autônomas como essa podem ajudar missões a operar com mais eficiência, responder a terrenos desafiadores e aumentar o retorno científico à medida que a distância da Terra aumenta. É um forte exemplo de equipes que aplicam novas tecnologias com cuidado e responsabilidade em operações reais.”

Marte está muito longe e há um atraso de cerca de 25 minutos para um sinal de ida e volta entre a Terra e Marte. Isso significa que, de uma forma ou de outra, os rovers ficam sozinhos por curtos períodos de tempo.

O atraso molda o processo de planejamento de rotas. Os motoristas do Rover aqui na Terra examinam imagens e dados de elevação e programam uma série de pontos de referência, que geralmente não excedem 100 metros de distância. O plano de condução é enviado para Rede do Espaço Profundo da NASA (DSN), que o transmite para um dos vários orbitadores, que então o retransmite para o Perseverance. (O Perseverance pode receber comunicações diretas do DSN como backup, mas a taxa de dados é mais lenta.)

IA aprimora a navegação do Mars Rover

Nesta demonstração, o modelo AI analisou imagens orbitais do Mars Reconnaissance Orbiter Câmera HiRISEbem como modelos digitais de elevação. A IA, que se baseia em Claude AI da Antrópicoidentificaram perigos como armadilhas de areia, campos rochosos, rochas e afloramentos rochosos. Em seguida, gerou um caminho definido por uma série de pontos de referência que evitam os perigos. A partir daí, o sistema de navegação automática do Perseverance assumiu o controle. Possui mais autonomia que seus antecessores e pode processar imagens e planos de direção em movimento.

Houve outra etapa importante antes que esses pontos de referência fossem transmitidos ao Perseverance. O Laboratório de Propulsão a Jato da NASA tem um “gêmeo” para o Perseverance chamado “Automobile System Take a look at Mattress” (VSTB) no JPL’s Quintal de Marte. É um modelo de engenharia com o qual a equipe pode trabalhar aqui na Terra para resolver problemas, ou para situações como esta. Estas versões de engenharia são comuns em missões a Marte e JPL também tem um para Curiosity.

“Os elementos fundamentais IA generativa estão se mostrando muito promissores na simplificação dos pilares da navegação autônoma para condução fora do planeta: percepção (ver as rochas e ondulações), localização (saber onde estamos) e planejamento e controle (decidir e executar o caminho mais seguro)”, disse Vandi Verma, roboticista espacial do JPL e membro da equipe de engenharia do Perseverance. “Estamos caminhando para um dia em que a IA generativa e outras ferramentas inteligentes ajudarão nossos rovers de superfície a lidar com viagens em escala de quilômetros enquanto minimizando a carga de trabalho do operador e sinalizando recursos de superfície interessantes para nossa equipe científica, vasculhando grandes volumes de imagens do rover.”

A IA está rapidamente se tornando onipresente em nossas vidasaparecendo em locais que não têm necessariamente um caso de uso forte para isso. Mas esta não é a NASA aderindo ao movimento da IA. Eles estão desenvolvendo sistemas automáticos sistemas de navegação por um tempo, por necessidade. Na verdade, o principal meio de condução do Perseverance é o sistema de navegação autônomo autônomo.

Uma coisa que impede a condução totalmente autônoma é a forma como a incerteza aumenta à medida que o veículo espacial opera sem assistência humana. Quanto mais o rover viaja, mais incerto se torna sobre a sua posição na superfície. A solução é relocalizar o rover em seu mapa. Atualmente, os humanos fazem isso. Mas isto leva tempo, incluindo um ciclo completo de comunicação entre a Terra e Marte. No geral, limita o quão longe o Perseverance pode ir sem uma mão amiga.

A NASA/JPL também está trabalhando em uma maneira de o Perseverance poder use IA para realocar. O principal obstáculo é combinar as imagens orbitais com as imagens do rover ao nível do solo. Parece altamente provável que a IA seja treinada para se destacar nisso.

É óbvio que a IA está preparada para desempenhar um papel muito maior na exploração planetária. O próximo rover de Marte pode ser muito diferente dos atuais, com navegação autônoma mais avançada e outros recursos de IA. Já existem conceitos para um enxame de drones voadores lançados por um rover para expandir seu alcance exploratório em Marte. Esses enxames seriam controlados pela IA para trabalharem juntos e de forma autônoma.

E não é só Exploração de Marte que se beneficiarão da IA. da NASA Libélula missão a Saturno lua Titã fará uso extensivo da IA. Não apenas para navegação autônoma enquanto o helicóptero voa, mas também para curadoria autônoma de dados.

“Imaginar sistemas inteligentes não apenas no solo da Terra, mas também em aplicações de ponta em nossos rovers, helicópteros, dronese outros elementos de superfície treinados com a sabedoria coletiva de nossos engenheiros, cientistas e astronautas da NASA”, disse Matt Wallace, gerente do Escritório de Sistemas de Exploração do JPL. “Essa é a tecnologia revolucionária de que precisamos para estabelecer a infraestrutura e os sistemas necessários para uma presença humana permanente na Lua e levar os EUA a Marte e além.”