Искусственный интеллект помогает НАСА изучать Марс

Нейросети и искусственный интеллект (слабая его форма) постепенно меняют нашу жизнь. Умные автомобили, IoT-устройства с цифровыми помощниками и многое другое упрощает человеку выполнение рабочих и бытовых задач. Используется ИИ и в космосе. Например, НАСА работает с технологиями машинного обучения и машинного зрения для изучения Марса. Именно ИИ помогает марсоходу Curiosity выбирать подходящие цели для анализа при помощи лазера и спектрографа. В прошлом году при помощи такого метода были проверены десятки объектов, информация о которых уже отправилась на Землю. ИИ обеспечивает работу Curiosity в автономном режиме — тогда, когда команда ученых с Земли не может связаться с аппаратом.

Эта функция не была изначально заложена в марсоход, а появилась после обновления программного обеспечения ровера. С 2016 года марсоход использовал лазерный инструмент ChemCam для изучения горных пород Марса и других целей 54 раза. И практически каждый раз в выборе цели использовался ИИ. Программная платформа, о которой идет речь, называется AEGIS (Autonomous Exploration for Gathering Increased Science).

В большинстве случаев AEGIS использовалась для наведения лазера ChemCam на цель. После подтверждения захвата цели ровер выпускает лазерный импульс, который испаряет часть горной породы. Спектрограф анализирует состав испаренного вещества, в результате чего ученые получают информацию о том, что за горную породу встретил Curiosity на своем пути.

Как уже говорилось выше, AEGIS позволяет роверу работать более эффективно. Ранее марсоход мог выполнять минимум задач в случае разрыва связи с Землей. Сейчас же AEGIS в таких случаях берет управление на себя, и Curiosity активно изучает поверхность Марса. Операторы марсохода каждый день занимаются «инструктажем» — задают список команд, который нужно выполнить системе, основываясь на изображениях и данных предыдущего дня. Если в процессе движения марсоход теряет связь с Землей, а рядом находятся объекты, которые ученые хотят изучить, то AEGIS дает команду «пострелять» лазером, после чего вступает в дело спектрограф.



«Время — большая ценность на Марсе», — говорит один из участников команды управления Curiosity. «AEGIS позволяет нам использовать время, которое ранее пропадало впустую, поскольку мы должны были дождаться, пока кто-то на Земле примет решение о действии».

AEGIS уже помогла ученым открыть ряд интересных минералов.

В некоторых случаях изучение горных пород в автономном режиме давало специалистам ценные данные, которые позволяли планировать следующий день. ИИ превосходно выполняет задачу, для выполнения которой его и создавали — получение большего, чем раньше, количества ценных научных данных в единицу времени.

До установки новой программной платформы Curiosity не всегда бездействовал, когда не было связи с Землей. Иногда он стрелял лазером по заранее заданным ученым целям, но происходило это практически вслепую. Ученые надеялись на то, что лазер куда-нибудь, да попадет, и можно будет получить ценные научные данные. Конечно, «выстрел» лазером делался в определенном направлении, а не просто в «белый свет», поэтому специалисты иногда все же получали интересные результаты, но это происходило не так часто.

«В 50% случаев попадание шло в грунт — что тоже полезно, но изучение минералов гораздо более ценно для наших ученых», — заявил Рэймонд Фрэнсис, член группы Curiosity. Теперь марсоход может стрелять не просто по минералам, а по горным породам определенного цвета, очертания и размера. Программное обеспечение работает с камерами ровера, получая изображение окружения. Если фиксируется цель, следует импульс. Порой возможностями AEGIS пользуются и операторы — это делается в том случае, когда специалисты не уверены в точности наводки «вручную».


Марс-2020

Следующее поколение марсохода будет лететь на Красную планету с предустановленным программным обеспечением вроде AEGIS. Также новый ровер будет оснащен спектрометрами нового типа. Речь идет о марсоходе «Марс-2020» (англ. Mars 2020 Rover Mission). Его запуск планируется на 2020 год с прибытием примерно в феврале 2021 года. Его главная задача — проведение астробиологических исследований. Специалисты надеются, что он поможет прояснить ситуацию с жизнью на Марсе — возможно, «Марс-2020» сможет найти какие-то следы существования жизни в прошлом Красной планеты.

Кроме того, при помощи этого марсохода планируется провести исследования поверхности планеты, геологических процессов и истории эволюции Марса. Впервые о намерении запустить новый марсоход в НАСА заявили в 2012 году на осеннем заседании Американского геофизического союза в Сан-Франциско.