Accidentele în spațiu, prevenite cu un sistem de navigație bazat pe Inteligența Artificială

Un nou sistem de evitare a coliziunilor dezvoltat de studenții de la Universitatea din Cincinnati (UC), SUA îi aduce pe ingineri mai aproape de dezvoltarea roboților care pot repara sateliți sau nave spațiale avariate pe orbită, astfel evitând accidentele în spațiu.

Daegyun Choi și Anirudh Chhabra, doctoranzi ai Colegiului de Inginerie și Științe Aplicate de la UC, și-au prezentat proiectul la Forumul și Expoziția de Știință și Tehnologie din San Diego, California, în ediția din ianuarie 2022, scrie Tech Explore.

• Neutrinii ar putea fi cheia pentru studierea nucleului Soarelui
• Oamenii de știință au găsit 128 de sateliți noi în jurul lui Saturn

„Trebuie să furnizăm un algoritm fiabil pentru a evita accidentele în spațiu, care funcționează în timp real pentru ca sistemele autonome să efectueze o misiune în siguranță. Așa că am propus un nou sistem de evitare a coliziunilor, folosind inteligența artificială explicabilă”, a spus Choi.

Cercetătorii UC și-au testat sistemul prin simulări, mai întâi prin amplasarea roboților într-un spațiu bidimensional. Câmpul de luptă digital ales de ei? Un supermarket virtual în care mai mulți roboți autonomi trebuie să navigheze în siguranță pe culoare pentru a ajuta cumpărătorii și angajații.

Accidentele în spațiu, dar și pe Pământ, vor putea fi evitate mai ușor cu un astfel de sistem

„Acest scenariu prezintă multe dintre aceleași obstacole și surprize pe care le vede o mașină autonomă pe drum”, a spus Donghoon Kim, coautorul studiului și profesor asistent UC.

„Putem vedea comportamente umane neașteptate acolo și să învățăm cât de bine le putem prezice de fapt mișcările ulterioare. La fel, putem testa cum putem opera acele platforme robotizate în mod autonom, fără a provoca coliziuni”, a spus Kim.

Studenții au construit un prototip pentru proiectare și testare cu profesorii de la Colegiul de Design, Arhitectură, Artă și Planificare din UC și intenționează să-l testeze în condiții de laborator.

Dar sistemul de evitare a coliziunilor funcționează la fel de bine într-un spațiu tridimensional pentru drone sau mașini zburătoare.

Roboții cu această tehnologie vor permite prelungirea vieții sateliților

Ei plănuiesc să aplice sistemul în mediul probabil mai complicat de gravitație zero din vidul fără forță de frecare al spațiului. Dacă un robot autonom lovește accidental un satelit pe care intenționează să-l repare, coliziunea poate face ca robotul, satelitul sau ambele aparate să se rotească scăpate de sub control.

„În urma unei foarte mici interacțiuni, robotul va continua să se miște pentru totdeauna. Mediul este cu adevărat diferit. Astfel, controlul este esențial. În același timp, ne-am dori să desfășurăm mai multe nave spațiale pentru a sprijini o misiune de reparare a satelitului”, a spus Kim.

Inginerii au în vedere implementarea mai multor roboți autonomi pentru a lucra la sarcini coordonate, cum ar fi reparare, întreținere sau asamblare.

„Evitarea coliziunilor este fundamentală pentru a îndeplini sarcini coordonate, dar nu este atât de simplă”, a spus Kim.

Departamentul de Inginerie Aerospațială și Inginerie Mecanică al UC se numără printre mulți lideri academicieni, guvernamentali și din industrie care lucrează la această problemă cunoscută sub numele de Serviciu, Asamblare și Fabricare pe orbită.

Un tip de inteligență artificială numită AI explicabil

Aceste inovații promit să prelungească durata de viață a sateliților, să efectueze reparații critice la telescoape sau să îmbunătățească fezabilitatea explorării interplanetare. Sateliții reprezintă aproximativ o treime din economia spațială globală de 371 de miliarde de dolari, potrivit companiei de analiză BryceTech.

„Această lucrare este unul dintre subiectele fierbinți în acest moment. Primul pas este evitarea coliziunilor în timp ce desfășurăm mai mulți agenți într-un spațiu desemnat”, a spus Kim.

Sistemul UC se bazează pe un tip de inteligență artificială numită AI explicabil. Acesta folosește „logica neclară”, un sistem care se bazează mai degrabă pe grade de adevăr decât pe un „corect” sau „greșit” binar. Sistemul permite inginerilor să înțeleagă relația dintre intrări și ieșiri prin regulile respectate.

„Inteligența artificială a fost aplicată în multe locuri diferite, dar nu prea mult în ingineria aerospațială. Asta pentru că ingineria aerospațială este foarte conservatoare”, a spus Kim.

Dar Kim a spus că este posibil ca acest lucru să se schimbe pe măsură ce tehnologia precum sistemul care evită accidentele în spațiu se dezvoltă mai mult.

Sistemul a fost prezentat la AIAA SCITECH 2022 Forum.

Vă recomandăm să citiți și:

Undele gravitaționale ar putea rezolva un mister important despre Big Bang

Un obiect cosmic misterios continuă să explodeze, iar astronomii nu știu de ce

Cu primul eșantion de pe Marte ambalat, Perseverance organizează misiunea de a-l aduce pe Pământ

Prima materie din Univers ar fi fost un lichid perfect