Neki znanstvenici sanjaju o istraživanju planeta s “pametnim” letjelicama koje znaju točno koje podatke tražiti, gdje ih pronaći i kako ih analizirati. Iako će trebati vremena da se taj san ostvari, napredak postignut s roverom Perseverance NASA-e na Marsu nudi obećavajuće korake u tom smjeru.
Rover Perseverance već gotovo tri godine testira oblik umjetne inteligencije (UI) koji traži minerale u stijenama Crvenog planeta. Ovo je prvi put da se UI koristi na Marsu za donošenje autonomnih odluka temeljenih na analizi sastava stijena u stvarnom vremenu.
PIXL spektrometar i prilagodljivo uzorkovanje
Softver podržava PIXL (Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry), spektrometar razvijen u NASA-inom Jet Propulsion Laboratory u Južnoj Kaliforniji. PIXL mapira kemijski sastav minerala na površini stijena, omogućujući znanstvenicima da utvrde je li stijena nastala u uvjetima koji su mogli podržavati mikrobni život u drevnoj prošlosti Marsa.
Softver, nazvan “prilagodljivo uzorkovanje“, autonomno pozicionira instrument u blizini ciljanih stijena i analizira PIXL-ove skenove kako bi pronašao minerale vrijedne dubljeg ispitivanja. Sve se to odvija u stvarnom vremenu, bez potrebe za komunikacijom s kontrolorima misije na Zemlji.
“Koristimo PIXL-ovu umjetnu inteligenciju da se usmjerimo na ključne znanstvene ciljeve,” rekla je Abigail Allwood, glavna istraživačica instrumenta iz JPL-a. “Bez toga, vidjeli bismo naznake nečega zanimljivog u podacima i morali bismo ponovno skenirati stijenu kako bismo je detaljnije proučili. Ovo omogućuje PIXL-u da dođe do zaključka bez da ljudi pregledavaju podatke.”
Prikupljanje uzoraka za povratak na Zemlju
Podaci s instrumenata rovera Perseverance, uključujući PIXL, pomažu znanstvenicima da odrede kada bušiti jezgru stijene i zatvoriti je u titansku metalnu cijev. Ti uzorci, zajedno s drugim visokoprioritetnim uzorcima, mogli bi se donijeti na Zemlju za daljnje proučavanje kao dio NASA-inog projekta povratka uzoraka s Marsa (Mars Sample Return).
Prilagodljivo uzorkovanje nije jedina primjena umjetne inteligencije na Marsu. Otprilike 3700 kilometara od Perseverancea nalazi se NASA-in rover Curiosity, koji je prvi koristio umjetnu inteligenciju za autonomno ispaljivanje lasera na stijene, temeljem njihovog oblika i boje.
Proučavanje plina koji se oslobađa nakon svakog laserskog impulsa otkriva kemijski sastav stijene. Perseverance također posjeduje ovu sposobnost, uz napredniji oblik umjetne inteligencije koji mu omogućuje navigaciju bez specifičnih uputa sa Zemlje. Oba rovera još uvijek se oslanjaju na desetke inženjera i znanstvenika koji planiraju dnevne zadatke, ali ove digitalne sposobnosti pomažu misijama da obave više posla u kraćem vremenu.
Znanstvena preciznost uz pomoć UI-a
“Ideja iza PIXL-ovog prilagodljivog uzorkovanja je pomoći znanstvenicima da pronađu ‘iglu u plastu sijena‘ među podacima, oslobađajući im vrijeme i energiju za fokusiranje na druge stvari,” rekao je Peter Lawson, koji je vodio implementaciju prilagodljivog uzorkovanja prije nego što se povukao iz JPL-a. “Na kraju, to nam pomaže brže prikupiti najvažnije znanstvene podatke.”
Umjetna inteligencija pomaže PIXL-u na dva načina. Prvo, precizno pozicionira instrument kada se nalazi u blizini cilja stijene. Smješten na kraju robotske ruke rovera Perseverance, spektrometar se oslanja na šest malih robotskih nogu, nazvanih heksapod. PIXL-ova kamera kontinuirano provjerava udaljenost između instrumenta i cilja kako bi pomogla pri pozicioniranju.
Temperature na Marsu variraju dovoljno da se robotska ruka Perseverancea mikroskopski širi ili skuplja, što može poremetiti cilj PIXL-a. Heksapod automatski prilagođava instrument kako bi ga doveo izuzetno blizu cilju, bez kontakta sa stijenom.
“Moramo napraviti prilagodbe na razini mikrometara da bismo postigli potrebnu preciznost,” rekla je Allwood. “Približava se dovoljno stijeni da podigne dlačice na vratu inženjera.”
Detaljna analiza minerala
Nakon što PIXL zauzme položaj, drugi sustav umjetne inteligencije stupa na scenu. PIXL skenira područje veličine poštanske marke na stijeni, ispaljujući rendgenske zrake tisuće puta kako bi stvorio mrežu mikroskopskih točaka. Svaka točka otkriva informacije o kemijskom sastavu prisutnih minerala.
Minerali su ključni za odgovaranje na važna pitanja o Marsu. Ovisno o stijeni, znanstvenici mogu tražiti karbonate, koji pružaju tragove o tome kako je voda mogla oblikovati stijenu, ili fosfate, koji su mogli pružiti hranjive tvari za mikrobe, ako su postojali u prošlosti Marsa.
Znanstvenici ne mogu unaprijed znati koji od stotina rendgenskih zraka će otkriti određeni mineral, ali kada instrument pronađe ključne minerale, može automatski zaustaviti prikupljanje dodatnih podataka, akcija poznata kao “dugo trajanje.” Kako se sustav poboljšava putem strojnog učenja, popis minerala na koje se PIXL može fokusirati s dugim trajanjem raste.
“PIXL je poput švicarskog noža jer se može konfigurirati ovisno o tome što znanstvenici traže u određenom trenutku,” rekao je David Thompson iz JPL-a, koji je pomogao u razvoju softvera. “Mars je odlično mjesto za testiranje umjetne inteligencije jer imamo redovite komunikacije svaki dan, što nam omogućuje prilagodbe putem.”
Kada buduće misije budu putovale dublje u Sunčev sustav, bit će dulje izvan kontakta nego što su to sadašnje misije na Marsu. Zato postoji snažan interes za razvijanje veće autonomije za misije dok istražuju i provode znanost za dobrobit čovječanstva.
Pozdrav svima! Hvala što čitate Kozmos.hr! Ja sam Ivan i dugi niz godina pišem o svermiu, astronomiji, znanosti, povijesti i arheologiji, a imao sam priliku sudjelovati i u dokumentarcima Science Discovery-ja te History Channel-a.
