В декабре специалисты NASA продвинулись в создании автономных марсоходов. Команда Perseverance применила искусственный интеллект для расчета путевых точек. Ровер проехал по таким точкам 456 метров за два дня полностью самостоятельно.
«Такая демонстрация подчеркивает наши успехи и открывает новые возможности для исследований на других планетах», — отметил администратор NASA Джаред Айзекман. «Автономные системы помогают миссиям работать эффективнее, справляться с трудным рельефом и собирать больше научных данных по мере удаления от Земли. Это яркий пример осторожного применения новых технологий в реальных операциях».
Расстояние до Марса велико, а сигнал в оба конца занимает около 25 минут. Поэтому марсоходы какое-то время действуют без подсказок с Земли.
Это влияет на планирование маршрута. Операторы на Земле изучают снимки и данные о рельефе, задают последовательность точек на расстоянии не больше 100 метров. План передают через сеть глубокого космоса NASA (DSN), откуда он уходит к одному из орбитеров, а те доставляют его на Perseverance. Прямая связь с DSN возможна как запасной вариант, но скорость передачи ниже.
ИИ улучшает навигацию марсоходов
В этой демонстрации модель ИИ обработала орбитальные снимки с камеры HiRISE марсианского разведчика Mars Reconnaissance Orbiter и цифровые модели рельефа. Система на базе Claude AI от Anthropic распознала опасности вроде песчаных ловушек, полей валунов, коренных пород и скальных выступов. Затем она предложила маршрут в виде цепочки путевых точек, обходящих преграды. Дальше управление принял автопилот Perseverance — он более самостоятельный, чем у предшественников, и обрабатывает изображения с маршрутом прямо во время движения.
Перед отправкой точек на ровер был еще один этап. В Лаборатории реактивного движения NASA (JPL) имеется двойник Perseverance под названием Vehicle System Test Bed (VSTB), который стоит в марсианском дворе Mars Yard. Это инженерная копия для отработки проблем или тестов вроде этого. Такие модели стандартны для марсианских миссий — у Curiosity в JPL тоже есть аналог.
«Генеративный ИИ уже дает хорошие результаты в ключевых аспектах автономной навигации за пределами Земли: распознавание (обнаружение камней и волн на поверхности), локализация (определение текущего положения) и планирование с управлением (выбор и реализация самого безопасного пути)», — рассказала Ванди Верма, специалист по космической робототехнике в JPL и участница команды Perseverance. «Мы приближаемся к эпохе, когда генеративный ИИ и другие умные инструменты позволят марсоходам преодолевать километры с минимальной нагрузкой на операторов, а также выделять интересные элементы поверхности для ученых, просеивая огромные массивы снимков».
Роль ИИ в космических исследованиях растет
Искусственный интеллект проникает во многие сферы жизни, иногда без очевидной надобности. Но NASA внедряет его вынужденно, из-за необходимости. Автономная навигация — основной способ передвижения Perseverance.
Полная автономия мешает накопление неопределенности: чем дольше ровер едет без человека, тем хуже он знает свое место на карте. Выход — перепривязка к карте. Сейчас это делают люди, что требует полного цикла связи с Марсом и ограничивает дальность поездок.
В NASA и JPL разрабатывают метод, чтобы Perseverance перепривязывался с помощью ИИ. Главная трудность — совмещение орбитальных снимков с видами с поверхности. Вероятно, ИИ скоро освоит это идеально.
Ясно, что ИИ сильно изменит планетарные исследования. Следующий марсоход получит продвинутую автономию и другие функции ИИ. Уже есть идеи о рое летающих дронов, которые выпустит ровер для большего охвата Марса. Такие группы будут координироваться ИИ самостоятельно.
Польза выйдет за Марс. Миссия Dragonfly к спутнику Сатурна Титану активно задействует ИИ — не только для полетов роторафта, но и для отбора данных.
«Представьте умные системы не только на Земле, но и в бортовых устройствах: марсоходы, вертолеты, дроны и другие элементы на поверхности, обученные на опыте инженеров, ученых и астронавтов NASA», — сказал Мэтт Уоллес, руководитель отдела систем исследований в JPL. «Это прорывная технология для создания инфраструктуры на Луне и полетов американцев на Марс и дальше».