این موضوع محوری پژوهشی است که اخیراً در کنگره بینالمللی فضانوردی 1403 در میلان، ایتالیا ارائه شده است. تیمی بینالمللی از پژوهشگران به سرپرستی مرکز فضایی آلمان در این پژوهش به معرفی بهبودهایی در سیستم Mars Exploration Telemetry-Driven Information System (METIS) پرداختهاند. این بهبودها میتواند به فضانوردان آینده در مأموریتهای مریخ کمک کند تا چالشهای ارتباطی میان زمین و مریخ را که ممکن است تا 24 دقیقه تأخیر داشته باشد، کاهش دهند. این مطالعه قابلیت توسعه فناوریهای کارآمدتر برای مأموریتهای فضایی طولانیمدت به ماه و مریخ را ارائه میدهد.
در این پژوهش جالب، الیور بنش، دانشجوی دکترای مرکز فضایی آلمان، به گفتگو پرداخته است. موضوعات مورد بررسی شامل انگیزههای این مطالعه، نتایج کلیدی، پژوهشهای آینده و اهمیت به کارگیری ابزارهای خاص برای بهبود METIS و فناوریهای مبتنی بر هوش مصنوعی در مأموریتهای فضایی آینده میباشد. بنابراین، انگیزه این مطالعه در خصوص دستیاران هوش مصنوعی برای مأموریتهای فضایی آینده چه بوده است؟
الیور بنش توضیح میدهد:
“فضانوردان کنونی در شرایط غیرمنتظره به شدت به پشتیبانی زمینی متکی هستند. پروژه ما به دنبال کشف راههای جدید برای پشتیبانی از فضانوردان است تا در مأموریتها خودمختارتر شوند. تمرکز ما این بود که حجم بالایی از دادههای چندرسانهای، مانند اسناد یا دادههای حسگرها، به شکلی آسان و قابل اعتماد در دسترس فضانوردان قرار گیرد، بهویژه با استفاده از زبان طبیعی. این موضوع بهویژه در مأموریتهای طولانیمدت به مریخ که تأخیرهای ارتباطی زیادی وجود دارد، بسیار مهم است.”
بهبود الگوریتمهای METIS و استفاده از فناوریهای پیشرفته
برای این مطالعه، پژوهشگران الگوریتمهای METIS را با فناوریهای پیشرفتهتر بهبود دادند. این فناوریها شامل مدلهای GPT، تولید مبتنی بر بازیابی (RAG)، گرافهای دانشی (KG) و واقعیت افزوده (AR) هستند. هدف این بود که خودمختاری فضانوردان را افزایش داده و نیاز به ارتباط مداوم با ایستگاههای زمینی را کاهش دهند.
هدف اصلی مطالعه توسعه سیستمی برای افزایش خودمختاری، ایمنی، و کارایی فضانوردان در انجام مأموریتهای طولانیمدت به ماه یا مریخ بود. تأخیرهای ارتباطی تا 24 دقیقه میان زمین و مریخ میتواند در شرایط بحرانی تفاوت میان مرگ و زندگی باشد. بنابراین، نتایج کلیدی این پژوهش چه بوده است؟
بنش توضیح میدهد:
“ما در این پروژه اسناد، مانند رویهها، را با دادههای حسگرهای زنده و اطلاعات اضافی دیگر در گراف دانشی یکپارچه کردیم. اطلاعات ذخیرهشده و بهروزرسانیشده به صورت زنده به شکلی بصری و با استفاده از واقعیت افزوده و تعامل صوتی در دسترس فضانوردان قرار میگیرد. این رویکرد به خودمختاری فضانوردان کمک میکند و امکان تأیید اطلاعات از طریق پیوندهای گراف دانشی را فراهم میکند. این قابلیت در سیستمهای مبتنی بر مدلهای زبانی بزرگ که ممکن است اطلاعات نادرست یا ساختگی تولید کنند، وجود ندارد.”
ترکیب RAG، KG، و AR در سیستم جدید
بنش در مورد اهمیت ترکیب این فناوریها میگوید:
“سیستمهای سنتی RAG معمولاً بر اساس یک سند منطبق پاسخ میدهند، اما چالشهای کاوش فضایی نیاز به پردازش دادههای پراکنده و چندرسانهای دارد، مانند دفترچههای راهنما، دادههای حسگرها، تصاویر، و تلهمتری زنده. با استفاده از گرافهای دانشی، این چالشها با سازماندهی دادهها در یک ساختار بهروز و مرتبط برطرف میشوند. گرافهای دانشی به عنوان ستون فقرات عمل کرده و منابع مختلف اطلاعات را به هم پیوند میدهند، که امکان دسترسی فضانوردان به اطلاعات دقیق و منسجم را فراهم میآورد.”
او ادامه میدهد:
“واقعیت افزوده این سیستم را با ارائه رابطهای بصری و بدون نیاز به دست تقویت میکند. نمایش رویهها، دادههای حسگرها، یا هشدارها بهطور مستقیم در میدان دید فضانورد، بار شناختی را کاهش داده و نیاز به تمرکز بین دستگاههای مختلف را به حداقل میرساند. همچنین قابلیتهای کنترل صوتی به فضانوردان اجازه میدهد تا بهطور طبیعی با سیستم تعامل کنند، که این نیز اجرای وظایف را سادهتر میکند. هرچند هر فناوری به تنهایی مفید است، استفاده ترکیبی از آنها ارزش بسیار بیشتری برای فضانوردان به همراه دارد، بهویژه در مأموریتهای طولانیمدت که نیاز به خودمختاری بیشتری دارند.”
هوش مصنوعی در مأموریتهای فعلی و آینده
اگرچه این پژوهش بر استفاده از هوش مصنوعی در مأموریتهای آینده تمرکز دارد، این فناوری هماکنون در مأموریتهای فضایی کنونی، مانند ایستگاه فضایی بینالمللی (ISS)، به کار گرفته شده است. برنامههایی مانند Astrobee شامل رباتهای مجهز به هوش مصنوعی هستند که وظایفی مانند مدیریت موجودی و مستندسازی آزمایشها را انجام میدهند. این فناوری در آینده برای مأموریتهای ماه و مریخ توسعه خواهد یافت.
بنش در پایان میگوید:
“مأموریتهای مریخ با تأخیرهای طولانی ارتباطی همراه هستند که پشتیبانی زمینی را در شرایط بحرانی دشوار میکند. دستیاران هوش مصنوعی که دسترسی سریع و قابل اعتماد به رویهها و دادههای زنده را از طریق صدا و واقعیت افزوده فراهم میکنند، برای غلبه بر این چالشها ضروری هستند.”
آینده نشان خواهد داد که دستیاران هوش مصنوعی چگونه به فضانوردان در مأموریتهای فضایی طولانیمدت کمک خواهند کرد، و این دلیل ادامه تحقیقات علمی است.
همواره به علم ادامه دهید و نگاهتان به آسمان باشد!