NASA usa IA para orientar o Perseverance em Marte

Em dezembro, a NASA deu mais um pequeno passo gradual rumo a veículos exploradores de superfície autónomos.

Numa demonstração, a equipa do Perseverance recorreu a IA para criar os pontos de passagem do rover. O Perseverance utilizou esses pontos definidos pela IA em dois dias distintos e percorreu, no total, 456 metros (1 496 pés) sem controlo humano.

"Esta demonstração mostra até onde as nossas capacidades evoluíram e amplia a forma como vamos explorar outros mundos", afirmou o administrador da NASA, Jared Isaacman.

"Tecnologias autónomas como esta podem ajudar as missões a funcionar de forma mais eficiente, a responder a terrenos difíceis e a aumentar o retorno científico à medida que a distância da Terra cresce. É um exemplo sólido de equipas que aplicam novas tecnologias com cuidado e responsabilidade em operações reais."

IA e planeamento de rotas do Perseverance em Marte

Marte fica muito longe, existindo um atraso de cerca de 25 minutos numa comunicação de ida e volta entre a Terra e Marte. Por isso, durante breves períodos, os rovers têm inevitavelmente de operar por conta própria.

Este atraso condiciona o planeamento dos percursos. Na Terra, os condutores dos rovers analisam imagens e dados de elevação, programando uma sequência de pontos de passagem que, habitualmente, não estão separados por mais de 100 metros (330 pés).

O plano de condução é enviado para a Deep Space Network (DSN) da NASA, que o transmite para um de vários orbitadores; estes, por sua vez, retransmitem-no para o Perseverance.

Nesta demonstração, a IA examinou imagens orbitais da câmara HiRISE do Mars Reconnaissance Orbiter, bem como modelos digitais de elevação. A IA, baseada na IA Claude da Anthropic, detetou perigos como armadilhas de areia, campos de blocos, rocha-mãe e afloramentos rochosos. Depois, criou um trajeto composto por uma série de pontos de passagem que evita esses obstáculos.

A partir desse momento, entrou em ação o sistema de autonavegação do Perseverance. Este dispõe de mais autonomia do que os seus antecessores e consegue processar imagens e planos de condução enquanto se desloca.

Antes de os pontos de passagem serem enviados para o Perseverance, houve ainda outra etapa importante. No Mars Yard do JPL, o Jet Propulsion Laboratory da NASA tem um "gémeo" do Perseverance, denominado "Vehicle System Test Bed" (VSTB).

Trata-se de um modelo de engenharia com o qual a equipa pode trabalhar na Terra para resolver problemas ou lidar com situações como esta. Estas versões de engenharia são comuns nas missões a Marte, e o JPL também tem uma para o Curiosity.

"Os elementos fundamentais da IA generativa estão a revelar-se muito promissores para simplificar os pilares da navegação autónoma na condução fora da Terra: perceção (ver as rochas e as ondulações), localização (saber onde estamos) e planeamento e controlo (decidir e executar o percurso mais seguro)", declarou Vandi Verma, roboticista espacial do JPL e membro da equipa de engenharia do Perseverance.

"Estamos a caminhar para um dia em que a IA generativa e outras ferramentas inteligentes ajudarão os nossos rovers de superfície a realizar trajetos à escala de quilómetros, minimizando a carga de trabalho dos operadores, e a assinalar características interessantes da superfície para a nossa equipa científica, ao analisarem enormes volumes de imagens dos rovers."

Navegação autónoma e relocalização do rover

A IA está rapidamente a tornar-se omnipresente nas nossas vidas, surgindo em contextos onde não existe necessariamente uma utilização convincente para ela.

Contudo, não se trata de a NASA aderir à moda da IA. Por necessidade, a agência já desenvolve sistemas de navegação automática há algum tempo. Aliás, o principal modo de condução do Perseverance é o seu sistema autónomo de autonavegação.

Um dos fatores que impede uma condução inteiramente autónoma é a forma como a incerteza aumenta enquanto o rover funciona sem assistência humana. Quanto mais tempo o rover percorre o terreno, maior é a incerteza sobre a sua posição à superfície.

A solução passa por relocalizar o rover no seu mapa. Atualmente, esta tarefa é executada por humanos. No entanto, exige tempo, incluindo um ciclo completo de comunicação entre a Terra e Marte. No conjunto, isto limita a distância que o Perseverance consegue percorrer sem ajuda.

A NASA/JPL está também a desenvolver uma forma de o Perseverance usar IA para se relocalizar. O principal obstáculo consiste em fazer corresponder as imagens orbitais às imagens do rover ao nível do solo. Parece muito provável que a IA venha a ser treinada para se destacar nesta tarefa.

IA na exploração planetária para além de Marte

É evidente que a IA está destinada a assumir um papel muito maior na exploração planetária. O próximo rover marciano poderá ser bastante diferente dos atuais, com navegação autónoma mais avançada e outras funcionalidades de IA. Já existem conceitos para um enxame de drones voadores, libertados por um rover, que alargariam o seu alcance de exploração em Marte. Esses enxames seriam controlados por IA para trabalharem em conjunto de forma autónoma.

E não será apenas a exploração de Marte a beneficiar da IA. A missão Dragonfly da NASA à lua de Saturno, Titã, fará um uso extensivo de IA: não só para navegação autónoma enquanto a aeronave de rotores se desloca, mas também para curadoria autónoma de dados.

"Imagine sistemas inteligentes não apenas no solo da Terra, mas também em aplicações de ponta nos nossos rovers, helicópteros, drones e outros elementos de superfície, treinados com a sabedoria coletiva dos nossos engenheiros, cientistas e astronautas da NASA", afirmou Matt Wallace, gestor do Exploration Systems Office do JPL.

"Essa é a tecnologia transformadora de que precisamos para estabelecer a infraestrutura e os sistemas necessários para uma presença humana permanente na Lua e levar os EUA a Marte e mais além."

Este artigo foi publicado originalmente pela Universe Today. Leia o artigo original.