© Cover Images/ Keystone Press Agency/Global Look Press
тестовый баннер под заглавное изображение
Команда марсохода НАСА Perseverance совершила важнейший шаг в развитии автономного исследования планет. В течение двух отдельных дней ровер, находящийся в кратере Езеро на Марсе, передвигался, полностью полагаясь на маршрут, спланированный искусственным интеллектом. В общей сложности за эти дни аппарат преодолел 456 метров без единой команды с Земли.
Это достижение, которое администратор НАСА Джаред Айзекман назвал демонстрацией того, «насколько далеко продвинулись наши возможности», открывает новую эру в роботизированных миссиях, когда космические аппараты смогут работать эффективнее и исследовать более сложную местность, находясь на огромном удалении от своих создателей.
Ключевой вызов для управления марсоходами — колоссальная задержка связи. Сигнал между Землёй и Марсом идёт в среднем около 25 минут в одну сторону. Это означает, что любая экстренная ситуация, требующая мгновенной реакции, не может быть решена операторами из пункта управления.
Традиционный процесс планирования пути выглядит так: водители марсохода на Земле изучают снимки и топографические данные, после чего вручную программируют серию путевых точек, обычно не далее 100 метров друг от друга. Этот план затем передаётся через сеть дальней космической связи (DSN) на орбитальный аппарат, который ретранслирует его на поверхность. Процесс медленный и ограничивает ежедневную дистанцию. Новая система, по словам исследователей, кардинально меняет этот подход.
В ходе демонстрации для планирования маршрута был использован искусственный интеллект. ИИ получил на вход орбитальные снимки высокого разрешения с камеры орбитального аппарата Mars Reconnaissance Orbiter и цифровые модели рельефа. Проанализировав эти данные, алгоритм самостоятельно выявил все потенциальные опасности на местности: песчаные дюны-ловушки, поля валунов, выходы скальных пород.
На основании этого анализа система сгенерировала оптимальный и безопасный маршрут, определив последовательность путевых точек. После того как этот план был загружен в бортовой компьютер, в дело вступила уже имеющаяся у марсохода усовершенствованная система автоматической навигации, которая, используя свои собственные камеры, аккуратно следовала по заданному ИИ-маршруту, обходя мелкие препятствия в реальном времени.
Перед отправкой команды на сам марсоход использовался его «близнец» — полноразмерная инженерная модель под названием, которая находится на «Марсианском дворе» Лаборатории реактивного движения (JPL) в Калифорнии. Подобные наземные копии — стандартная практика для отработки всех критических операций. Как отметил специалист по космической робототехнике из JPL Ванди Верма, фундаментальные элементы генеративного ИИ многообещающи для оптимизации всей цепочки автономной навигации: от восприятия среды и локализации аппарата до планирования пути и его выполнения.
Однако до полной автономии ещё есть препятствие. Чем дольше марсоход движется самостоятельно, тем больше накапливается неопределённость в точном знании его положения на карте. Сейчас эту задачу, сверку местоположения с орбитальными картами, решают люди на Земле. Следующая цель инженеров JPL — обучить ИИ справляться и с этой задачей, автоматически сопоставляя наземные панорамы с орбитальными снимками. Успех в этом направлении откроет путь к перемещению на многие километры без участия человека.
«Следующие поколения марсоходов, вероятно, будут обладать гораздо более развитыми автономными системами. Уже сейчас существуют концепции миссий, где ровер выступает в роли материнского корабля для роя автономных летающих дронов, которые будут исследовать труднодоступные области, управляемые коллективным ИИ», — поясняют ученые.
Технологии, отрабатываемые на марсоходе, найдут применение и в других сферах. Например, в предстоящей миссии «Стрекоза» к спутнику Сатурна Титану, где аппарат должен будет самостоятельно летать в плотной атмосфере и принимать решения о сборе данных.
«Это технология, меняющая правила игры, которая нам нужна для создания инфраструктуры для постоянного присутствия человека на Луне и для того, чтобы доставить США на Марс и за его пределы», — подчеркнул руководитель отдела исследовательских систем JPL Мэтт Уоллес.
