الذكاء الاصطناعي يدعم رحلة المثابرة روفر المستقلة

في ديسمبر/كانون الأول، اتخذت وكالة ناسا خطوة إضافية صغيرة أخرى نحو المركبات السطحية المستقلة. في عرض توضيحي، استخدم فريق المثابرة الذكاء الاصطناعي لإنشاء نقاط الطريق للمركبة الجوالة. استخدمت بيرسيفيرانس نقاط الطريق المعتمدة على الذكاء الاصطناعي في يومين منفصلين، حيث قطعت مسافة إجمالية تبلغ 456 مترًا دون تحكم بشري.

وقال مدير ناسا جاريد إسحاقمان: “يُظهر هذا العرض مدى تقدم قدراتنا ويوسع نطاق الطريقة التي سنستكشف بها عوالم أخرى”. “يمكن للتقنيات المستقلة مثل هذه أن تساعد البعثات على العمل بكفاءة أكبر، والاستجابة للتضاريس الصعبة، وزيادة العائد العلمي مع تزايد المسافة من الأرض. إنه مثال قوي على الفرق التي تطبق التكنولوجيا الجديدة بعناية ومسؤولية في عمليات حقيقية.”

المريخ بعيد جدًا، وهناك حوالي 25 دقيقة تأخير لإشارة رحلة ذهابًا وإيابًا بين الأرض والمريخ. وهذا يعني أن المركبات الجوالة تظل بمفردها، بطريقة أو بأخرى، لفترات قصيرة من الزمن.

يشكل التأخير عملية تخطيط الطريق. يقوم سائقو المركبات الجوالة هنا على الأرض بفحص الصور وبيانات الارتفاع وبرمجة سلسلة من نقاط الطريق، والتي عادة لا تتجاوز المسافة بينها 100 متر. يتم إرسال خطة القيادة إلى شبكة الفضاء السحيق (DSN) التابعة لناسا، والتي تنقلها إلى واحدة من المركبات المدارية العديدة، والتي تقوم بعد ذلك بنقلها إلى المثابرة. (يمكن أن تتلقى المثابرة اتصالات مباشرة من DSN كنسخة احتياطية، ولكن معدل البيانات يكون أبطأ.)

الذكاء الاصطناعي يعزز الملاحة على المريخ

في هذا العرض التوضيحي، قام نموذج الذكاء الاصطناعي بتحليل الصور المدارية من كاميرا HiRISE الخاصة بمركبة Mars Reconnaissance Orbiter، بالإضافة إلى نماذج الارتفاع الرقمية. حدد الذكاء الاصطناعي، الذي يعتمد على الذكاء الاصطناعي لكلود الأنثروبي، المخاطر مثل مصائد الرمال، وحقول الصخور، والصخور الأساسية، والنتوءات الصخرية. ثم قامت بإنشاء مسار محدد بسلسلة من نقاط الطريق التي تتجنب المخاطر. ومن هناك، تولى نظام الملاحة التلقائي في Perseverance المسؤولية. تتمتع باستقلالية أكبر من سابقاتها ويمكنها معالجة الصور وخطط القيادة أثناء الحركة.

كانت هناك خطوة مهمة أخرى قبل نقل نقاط الطريق هذه إلى المثابرة. لدى مختبر الدفع النفاث التابع لناسا “توأم” للمثابرة يسمى “سرير اختبار نظام المركبات” (VSTB) في Mars Yard التابع لمختبر الدفع النفاث. إنه نموذج هندسي يمكن للفريق العمل به هنا على الأرض لحل المشكلات، أو في مواقف مثل هذه. هذه الإصدارات الهندسية شائعة في مهمات المريخ، ولدى مختبر الدفع النفاث نسخة مخصصة لمركبة كيوريوسيتي أيضًا.

قال فاندي فيرما، عالم الروبوتات الفضائية في مختبر الدفع النفاث وعضو فريق هندسة المثابرة: “إن العناصر الأساسية للذكاء الاصطناعي التوليدي تظهر الكثير من الأمل في تبسيط ركائز الملاحة المستقلة للقيادة خارج الكوكب: الإدراك (رؤية الصخور والتموجات)، وتحديد الموقع (معرفة مكاننا)، والتخطيط والتحكم (تقرير وتنفيذ المسار الأكثر أمانًا).” “إننا نتجه نحو اليوم الذي سيساعد فيه الذكاء الاصطناعي التوليدي والأدوات الذكية الأخرى مركباتنا السطحية على التعامل مع محركات على نطاق كيلومتر مع تقليل عبء عمل المشغل، وتحديد ميزات السطح المثيرة للاهتمام لفريقنا العلمي من خلال البحث في كميات هائلة من صور العربة الجوالة.”

أصبح الذكاء الاصطناعي موجودًا في كل مكان في حياتنا بسرعة، ويظهر في أماكن ليس لديها بالضرورة حالة استخدام قوية له. ولكن هذا لا يعني أن وكالة ناسا تقفز على عربة الذكاء الاصطناعي. لقد قاموا بتطوير أنظمة الملاحة الآلية لفترة من الوقت، بدافع الضرورة. في الواقع، الوسيلة الأساسية للقيادة لدى بيرسيفيرانس هي نظام الملاحة الذاتي القيادة.

الشيء الوحيد الذي يمنع القيادة الذاتية الكاملة هو الطريقة التي تنمو بها حالة عدم اليقين أثناء عمل المركبة دون مساعدة بشرية. كلما طالت مسافة سفر المركبة، زاد عدم اليقين بشأن موقعها على السطح. الحل هو إعادة تحديد موقع المركبة على خريطتها. حاليا، البشر يفعلون هذا. لكن هذا يستغرق وقتًا، بما في ذلك دورة اتصال كاملة بين الأرض والمريخ. بشكل عام، فهو يحد من المدى الذي يمكن أن تصل إليه المثابرة دون مساعدة.

تعمل NASA/JPL أيضًا على طريقة يمكن لـ Perseverance من خلالها استخدام الذكاء الاصطناعي لإعادة التوطين. يتمثل العائق الرئيسي في مطابقة الصور المدارية مع صور المركبة على مستوى الأرض. ويبدو من المحتمل جدًا أن يتم تدريب الذكاء الاصطناعي على التفوق في هذا الأمر.

من الواضح أن الذكاء الاصطناعي من المقرر أن يلعب دورًا أكبر بكثير في استكشاف الكواكب. قد تكون مركبة المريخ القادمة مختلفة كثيرًا عن المركبات الحالية، مع نظام ملاحة مستقل أكثر تقدمًا وميزات الذكاء الاصطناعي الأخرى. هناك بالفعل تصورات لسرب من الطائرات بدون طيار تطلقها مركبة جوالة لتوسيع نطاقها الاستكشافي على المريخ. سيتم التحكم في هذه الأسراب بواسطة الذكاء الاصطناعي للعمل معًا وبشكل مستقل.

ولن يقتصر الأمر على استكشاف المريخ فحسب، بل سيستفيد من الذكاء الاصطناعي. ستستخدم مهمة Dragonfly التابعة لناسا إلى قمر زحل تيتان، الذكاء الاصطناعي على نطاق واسع. ليس فقط للملاحة المستقلة أثناء تحليق الطائرات العمودية، ولكن أيضًا لتنظيم البيانات بشكل مستقل.

قال مات والاس، مدير مكتب أنظمة الاستكشاف في مختبر الدفع النفاث: “تخيل أنظمة ذكية ليس فقط على الأرض على الأرض، ولكن أيضًا في التطبيقات المتطورة في مركباتنا الجوالة وطائرات الهليكوبتر والطائرات بدون طيار وغيرها من العناصر السطحية المدربة بالحكمة الجماعية لمهندسينا وعلمائنا ورواد الفضاء في ناسا”. “هذه هي التكنولوجيا التي ستغير قواعد اللعبة التي نحتاجها لإنشاء البنية التحتية والأنظمة اللازمة لوجود بشري دائم على القمر ونقل الولايات المتحدة إلى المريخ وما بعده.”