هوش مصنوعی در فضا؛ فراتر از محدودیت‌های انسانی  

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا،‌ در عصر حاضر به‌کارگیری هوش مصنوعی و رباتیک به طور روزافزونی در زمینه اکتشافات فضایی اهمیت پیدا کرده و در جنبه‌های مختلف صنعت فضایی از ناوبری گرفته تا تحقیقات علمی و پژوهشی مورد استفاده قرار می‌گیرد. از یک جنبه به کارگیری هوش مصنوعی و رباتیک در اکتشافات فضایی به داشتن یاران و همراهانی شبیه است که می‌توانند به مکان‌هایی بروند و کارهایی را انجام دهند که برای خودمان بسیار خطرناک یا غیرممکن است. فضا به لطف فناوری‌های هوش مصنوعی ایمن‌تر، سریع‌تر و ارزان‌تر از قبل کشف می‌شود! علاوه بر این مزایا، ربات‌ها را می‌توان برای مدت طولانی‌تری به فضا اعزام کرد.  

هدایت بدون دستور مستقیم زمین!

مریخ‌نوردهای رباتیکی مانند پشتکار (Perseverance) از هوش مصنوعی برای ناوبری مستقل در سطح مریخ بهره می‌برند. هدایت خودمختار برای مأموریت‌های فضایی بسیار مهم است و به مریخ‌نوردها این امکان را می‌دهد که سطح مریخ را به طور ایمن و بدون دستورالعمل‌هایی که از زمین صادرشده طی کنند. نسل جدید مریخ‌نوردها از الگوریتم‌ها و تکنیک‌های یادگیری ماشین استفاده می‌کنند تا مسیرها را تجزیه‌وتحلیل کنند، با موانع برخورد نداشته باشند و مسیرهای خود را با کمترین دخالت انسان انتخاب کنند. سیستم AutoNav مریخ‌نورد پشتکار را قادر ساخته تا با پیمایش خودکار سطح مریخ، صخره‌ها و دهانه‌های آنجا را شناسایی کند و بدون برخورد با این موانع به سمت مختصات مشخصی حرکت کند.

سیستم‌هایی از این دست به کاوشگرهای فضایی کمک می‌کند تا با در نظر گرفتن موانع و ویژگی‌های سطح زمین، مسیرهای متعدد را به مقصد خود ارزیابی کرده و امن‌ترین و کارآمدترین مسیرها را انتخاب کنند. چنین قابلیتی به دلیل تأخیر قابل توجه ارتباطی بین مریخ و زمین (که کنترل در لحظه توسط انسان را عملاً غیرممکن می‌سازد) حیاتی است.

علاوه بر این، هوش مصنوعی به ویژه در سناریوهایی که مداخله انسان محدود یا غیرممکن است، بسیار می‌تواند مفید باشد. روند اکتشافات فضایی به گونه‌ای است که به طور منطقی در آینده نه چندان دور ناوبری در محیط‌های ناشناخته یا واکنش به موانع پیش‌بینی‌نشده بسیار بیشتر خواهد شد و در چنین مواردی، هوش مصنوعی به افزایش ایمنی و بالاتر رفتن کارایی ماموریت‌ها می‌انجامد.

بازدهی تحقیقات علمی بالاتر می‌رود

هوش مصنوعی همچنین در تحقیقات علمی فضایی نیز نقش مهمی را ایفا می‌کند. کاوشگرهایی که در سطح قمر یا سیاره‌ای در منظومه شمسی فرود آمده‌اند، به لطف سیستم‌های هوش مصنوعی می‌توانند بدون مداخله انسان تشخیص دهند که روی کدام نمونه‌های سطح آنجا وقت بگذارند و آن را مورد بررسی قرار دهند. برای مثال قابلیتی به نام AEGIS روی مریخ‌نورد کنجکاوی (Curiosity) تعبیه شده که به مریخ‌نورد اجازه می‌دهد اهداف علمی را به طور خودکار شناسایی و اولویت‌بندی کند. در این سیستم یادگیری ماشین و بینایی ماشین برای تجزیه‌وتحلیل تصاویر و تعیین اینکه کدام نمونه برای بررسی‌های بیشتر اهمیت دارد مورد استفاده قرار می‌گیرد.  این مریخ‌نورد به لطف این فناوری می‌تواند زمانی که به هر علتی ارتباط مستقیم با زمین ندارد، به طور مستقل نمونه‌های سنگ و خاک را انتخاب کند و آن را مورد بررسی قرار دهد.

هوش مصنوعی انجام تحقیقات علمی مستقل را در اجرام نجومی بدون اینکه منتظر دستورالعمل‌های زمین باشند، مقدور می‌سازد. هنگامی که یک هدف انتخاب شد، مریخ‌نورد کنجکاوی از ابزارهای خود برای بررسی آن سنگ یا خاک، تجزیه‌وتحلیل کانی‌شناسی و ترکیبات شیمیایی آن استفاده می‌کند. قابلیت تصمیم‌گیری مستقل، بازدهی علمی ماموریت‌ها را به حداکثر می‌رساند و به دانشمندان اجازه می‌دهد تا داده‌های ارزشمندتری را در مورد تاریخ زمین شناسی اجرام نجومی جمع‌آوری کنند.

رصد زمین و پایش محیطی ممکن خواهد شد

استفاده از هوش مصنوعی و رباتیک در اکتشافات فضایی فراتر از ماه و مریخ است و حتی خود زمین را هم در برمی‌گیرد! رصد زمین و نظارت بر محیط‌زیست از دیگر مواردی است که می‌توان به لطف هوش مصنوعی انجام داد.

آژانس فضایی اروپا (ESA) از هوش مصنوعی در ماهواره‌های رصد زمین استفاده می‌کند تا کیفیت تصویر عکسبرداری‌شده را بهبود ببخشد، تغییرات محیطی را ردیابی کند و چیزهایی مانند زباله‌های دریایی یا اتفاق‌هایی مانند جنگل‌زدایی را از فضا تشخیص دهد. در پروژه‌هایی مانند OPS-SAT از الگوریتم‌های یادگیری عمیق برای تطبیق‌پذیری هوش مصنوعی در نظارت بر محیط‌زیست استفاده می‌شود.

توانایی هوش مصنوعی در پردازش و تجزیه‌وتحلیل داده‌های ورودی ماهواره‌ها باعث تولید خروجی‌های‌ ارزشمندی می‌شود که نه تنها به صورت موردی سودمند است،‌ بلکه می‌تواند در سیاست‌گذاری‌ها و اقدامات محیط زیستی کلان مورد استفاده قرار گیرد.

 مأموریت‌های جاه‌طلبانه‌ در آینده

با توجه به موفقیت‌های فعلی سیستم‌های خودکار تقریباً تمامی آژانس‌های فضایی متقاعد شده‌اند که باید سیستم‌های هوش مصنوعی و یادگیری ماشین را در مأموریت‌های آتی خود به کار بگیرند. کاربردهای سیستم‌های خودمختار می‌تواند شامل ناوبری پیشرفته و خودکار، تجزیه‌وتحلیل بلادرنگ داده‌های علمی، برنامه‌ریزی ماموریت‌ها و ارزیابی کلان داده شود. هوش مصنوعی با رشد داده‌های ماهواره‌ها و کاوشگرهای ‌بین‌سیاره‌ای، می‌تواند نقش مهمی در غربال کردن اطلاعات برای شناسایی یافته‌های کلیدی، مانند نشانه‌هایی از حیات فرازمینی، آب در سیارات دیگر، یا تغییرات آب‌و‌هوای زمین و... ایفا کند. با تکامل این فناوری‌ها مأموریت‌های پیچیده‌تر و مستقل‌تری را در آینده اکتشافات فضایی پیش رو خواهیم داشت. در عصر حاضر ظرفیت تحول‌آفرین هوش مصنوعی و رباتیک در پیشبرد مرزهای اکتشافات فضایی بیش از هر زمان دیگری آشکار شده است و انتظار می‌رود به لطف این پیشرفت‌ها امکان انجام مأموریت‌های جاه‌طلبانه‌تر، اکتشافات فضایی عمیق‌تر و درک بهتر جهان برای علاقه‌مندان به نجوم و فضا فراهم باشد.