مریخ نورد پرسویرنس ناسا با حرکت در مریخ بر اساس مسیرهای طراحیشده توسط هوش مصنوعی بهجای اپراتورهای انسانی، تاریخساز شد. یک سامانه هوش مصنوعی مجهز به قابلیت بینایی با تحلیل همان دادهها و تصاویر سطحی که پیش از این توسط کارشناسان بررسی میشد، موانعی مانند سنگها و تپههای شنی را شناسایی و مسیری امن برای حرکت در سطح مریخ مشخص کرد. پس از انجام آزمایشهای گسترده روی نمونه مجازی این مریخنورد، پرسویرنس توانست مسیرهای تعیینشده توسط هوش مصنوعی را با موفقیت دنبال کرده و صدها فوت را بهشکل خودکار بر سطح مریخ طی کند.
آزمایش موفق هوش مصنوعی در مسیریابی مریخ نورد پرسویرنس
تیم سازنده کاوشگر ششچرخ مریخ ناسا، سامانهای از هوش مصنوعی مجهز به قابلیت دید را مورد آزمایش قرار داد تا از طریق آن، بدون اتکا به برنامهریزان انسانی، مسیر ایمنی را برای حرکت روی سطح مریخ طراحی کند. با طراحی این مسیر، پرسویرنس ناسا اولین حرکت خود را روی سیارهای دیگر که با برنامهریزی هوش مصنوعی انجام شده بود، باموفقیت به پایان رساند. این آزمایش مهم در تاریخ ۸ و ۱۰ دسامبر برگزار شد و هدایت آن برعهده آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا در جنوب کالیفرنیا بود. در جریان این آزمایش، از هوش مصنوعی مولد برای انتخاب نقاط مسیر حرکت مریخنورد استفاده شد؛ فرایندی پیچیده در برنامهریزی که پیش از این توسط کارشناسان انسانی روی زمین انجام میشد.
جرد ایزاکمن، مدیر ناسا، گفت: «این نمایش نشان میدهد که قابلیتهای ما تا چه حد پیشرفت کرده و روش کاوش ما در جهانهای دیگر تا چه اندازه توسعه یافته است. فناوریهای خودران مانند مریخ نورد پرسویرنس به کارآمد شدن ماموریتها و سازگاری آنها با زمینها و شرایط چالشبرانگیز کمک میکنند تا افزایش فاصله از زمین، بازده علمی افزایش پیدا کند. این آزمایش، نمونهای روشن از تلاش تیمهایی است که فناوریهای نوین را با دقت و مسئولیت در عملیات واقعی به کار میگیرند.»
چگونه هوش مصنوعی با قابلیت بینایی به حرکت در سطح مریخ کمک کرد؟
در ماموریت انجام شده، مهندسان از نوعی هوش مصنوعی مولد، معروف به «مدلهای زبان–بینایی» برای شناسایی و بررسی دادههای موجود در مجموعه دادههای ماموریتهای سطحی JPL (آزمایشگاه پیشرانش جت) استفاده کردند. این سامانه تصاویر و اطلاعاتی را که معمولا برنامهریزان انسانی به کار میبرند، تحلیل کرد و با استفاده از آنها نقاط مسیر را مشخص نمود تا پرسویرنس با اطمینان کامل در زمینهای ناهموار مریخ حرکت کند. این اقدام با هماهنگی مرکز عملیات مریخنورد (ROC) در آزمایشگاه تخصصی LPL و با همکاری Anthropic انجام شد. در این ماموریت از مدلهای Claude این شرکت استفاده کردند.
چرا برنامهریزی مسیرهای مریخنورد دشوار است؟
اما سوال اینجاست که چرا برنامهریزی و مسیریابی برای مریخنوردها چالشبرانگیز است؟ در پاسخ باید گفت که مریخ چیزی حدود ۲۲۵ میلیون کیلومتر (۱۴۰ میلیون مایل) از زمین فاصله دارد. این فاصله باعث ایجاد تاخیرهای طولانی در ارتباطات میشود که نتیجه آن غیرممکن شدن کنترل لحظهای مریخنوردهاست. نزدیک به سه دهه است که هدایت مریخنوردها بر عهده رانندگان انسانی بوده که دادههای سطحی را با دقت بررسی کرده و مسیرها را از پیش طراحی میکنند.
این برنامهریزان مسیرهایی شامل مجموعهای از نقاط در مسیر را مشخص میکنند که فاصله هرکدام بیش از ۳۳۰ فوت یا ۱۰۰ متر نیست تا احتمال برخورد با موانع و خطرات کاهش پیدا کند. برخلاف اتفاقی که در حرکت مریخ نورد پرسویرنس افتاد، نقشههای نهایی در روش قبلی از طریق شبکه فضای عمیق ناسا ارسال میشوند و مریخنورد تمام دستورالعملها را به تنهایی اجرا میکند که پروسهای بسیار سخت است.
هوش مصنوعی هدایت مسیر پرسویرنس را بر عهده میگیرد
در جریان حرکتهای پرسویرنس در سول یا روزهای مریخی ۱۷۰۷ و ۱۷۰۹ که بهعنوان روزهای خورشیدی مریخ شناخته میشوند، تیم ماموریت مسئولیت برنامهریزی مسیر را به هوش مصنوعی مولد سپرد. این سامانه تصاویر مداری با وضوح بالای ثبتشده توسط دوربین هایرایز یا HiRISE که مخصوص آزمایش علمی و تصویربرداری با وضوح بالا است، در مدارگرد شناسایی مریخ را همراه با دادههای شیب سطح که از مدلهای ارتفاعی دیجیتال دریافت شده بودند، بررسی کرد.
با استفاده از این دادهها، هوش مصنوعی موانع و شرایط سطحی مانند سنگبستر، رخنمونها، زمینهای پوشیده از تختهسنگ و موجهای شنی را شناسایی کرد. سپس یک مسیر پیوسته رانندگی طراحی کرد که همه نقاط مهم در مسیر را شامل میشد.
پیش از ارسال فرمانها به مریخ، مهندسان دستورالعملهای تولیدشده توسط هوش مصنوعی را در دوقلوی دیجیتال مریخنورد یا ماکت و نسخه مجازی مریخنورد Perseverance را در JPL اجرا کردند. در این مرحله بیش از ۵۰۰ هزار متغیر تلهمتری بررسی شد تا اطمینان حاصل شود این طرح با نرمافزار پروازی مریخنورد کاملا سازگاری دارد. در ۸ دسامبر، پرسویرنس با استفاده از نقشه تولیدشده توسط هوش مصنوعی، ۲۱۰ متر (۶۸۹ فوت) حرکت کرد و دو روز بعد هم ۲۴۶ متر دیگر (۸۰۷ فوت) از مسیر را پیمود.
نتیجه این ماموریت برا اکتشافات فضایی آینده چیست؟
تکمیل ماموریت مریخ نورد پرسویرنس، تحول بزرگی در آینده فضانوردی و اکتشافات ایجاد میکند. به گفته وندی ورما، متخصص رباتیک فضایی در JPL و یکی از اعضای تیم مهندسی پرسویرنس:« عناصر کلیدی هوش مصنوعی مولد نویدبخش سادهتر شدن ناوبری خودکار برای حرکت در خارج از زمین هستند. این عناصر ادراک (دیدن صخرهها و امواج)، محلیسازی (دانستن موقعیت مکانی) و برنامهریزی و کنترل (تصمیمگیری و انتخاب امنترین مسیر) را شامل میشوند.»
او در ادامه به این نکته اشاره کرد که: «ما به سمت روزی حرکت میکنیم که هوش مصنوعی مولد و دیگر ابزارهای هوشمند به کاوشگرهای سطحی کمک کنند تا رانندگی در مقیاس کیلومتری با کمترین دخالت اپراتور انجام شود. به علاوه این ابزارها میتوانند با بررسی حجم زیادی از تصاویر، ویژگیهای جالب سطح سیارات را برای تیم علمی مشخص کنند.»
مت والاس، مدیر دفتر سیستمهای اکتشافی JPL، در ادامه افزود: « سیستمهای هوشمند را نه فقط روی زمین، بلکه در کاربردهای پیشرفتهای مانند مریخنوردها، هلیکوپترها، پهپادها و دیگر عناصر سطحی که با خرد جمعی مهندسان، دانشمندان و فضانوردان ناسا آموزش دیدهاند، تصور کنید. این دستاورد، همان فناوری متحولکنندهای است که برای ایجاد زیرساختها و سیستمهای لازم جهت حضور دائمی انسان در ماه و بردن ایالات متحده به مریخ و فراتر از آن مورد نیاز است.»
کمی بیشتر در مورد مریخ نورد پرسویرنس بدانید
آزمایشگاه پیشرانش جت (JPL) که توسط کلتک برای ناسا مدیریت میشود، محل استقرار مرکز عملیات مریخنورد (ROC) است. این آزمایشگاه همچنین بر عملیات روزانه پرسویرنس برای اداره ماموریت علمی ناسا به عنوان بخشی از برنامه اکتشاف مریخ این آژانس، نظارت دارد.
آزمایشاتی شبیه به آنچه توسط مریخ نورد پرسویرنس در سطح این سیاره انجام شد، نشان میدهند که زندگی در مریخ دور از انتظار نیست. همانطور که در مطلب «فرصتی برای زندگی در مریخ برای انسانها با سرسختترین میکروبهای زمین» در مورد امکان تنفس روی این سیاره صحبت شد.
