NASA desenvolve IA para orientar usando pontos de referência – na Lua
Muito parecido com o quão marcos familiares podem dar aos viajantes um senso de direção quando seus smartphones perdem o bloqueio dos sinais de GPS, um engenheiro da NASA está ensinando uma máquina a usar recursos no horizonte da Lua para navegar pela superfície lunar.
"Para
a segurança e a georreferenciação científica, é importante que os exploradores
saibam exatamente onde estão enquanto exploram a paisagem lunar", disse
Alvin Yew, engenheiro de pesquisa do Goddard Space Flight Center da NASA em
Greenbelt, Maryland. "Equipar um dispositivo a bordo com um mapa local
apoiaria qualquer missão, seja robótica ou humana."
A
NASA está atualmente trabalhando com a indústria e outras agências
internacionais para desenvolver uma arquitetura de comunicação e navegação para
a Lua. A LunaNet trará recursos "semelhantes à Internet" para a Lua,
incluindo serviços de localização.
No
entanto, os exploradores em algumas regiões da superfície lunar podem exigir
soluções sobrepostas derivadas de várias fontes para garantir a segurança caso
os sinais de comunicação não estejam disponíveis.
"É
fundamental ter sistemas de backup confiáveis quando estamos falando de
exploração humana", disse Yew. "A motivação para mim foi permitir a
exploração de crateras lunares, onde todo o horizonte seria a borda da
cratera."
Yew
começou com dados do Lunar Reconnaissance Orbiter da NASA, especificamente o
Lunar Orbiter Laser Altimeter (LOLA). O LOLA mede as inclinações, a rugosidade
da superfície lunar e gera mapas topográficos de alta resolução da Lua. Yew
está treinando uma inteligência artificial para recriar características no
horizonte lunar como elas pareceriam a um explorador na superfície lunar usando
os modelos digitais de elevação do LOLA. Esses panoramas digitais podem ser
usados para correlacionar pedregulhos e cristas conhecidos com aqueles visíveis
em fotos tiradas por um rover ou astronauta, fornecendo identificação precisa
de localização para qualquer região.
"Conceitualmente,
é como sair e tentar descobrir onde você está examinando o horizonte e os
marcos circundantes", disse Yew. "Embora uma estimativa de
localização do estádio possa ser fácil para uma pessoa, queremos demonstrar
precisão no chão até menos de 30 pés (9 metros). Essa precisão abre as portas
para uma ampla gama de conceitos de missão para futuras explorações."
Fazendo
uso eficiente dos dados LOLA, um dispositivo portátil pode ser programado com
um subconjunto local de dados de terreno e elevação para conservar a memória.
De acordo com o trabalho publicado pelo pesquisador de Goddard, Erwan Mazarico,
um explorador lunar pode ver no máximo até cerca de 180 milhas (300 quilômetros)
de qualquer local desobstruído na Lua. Mesmo na Terra, a tecnologia de
localização de Yew poderia ajudar os exploradores em terrenos onde os sinais de
GPS estão obstruídos ou sujeitos a interferências.
O
sistema de geolocalização da Yew aproveitará os recursos do GIANT (Goddard
Image Analysis and Navigation Tool). Esta ferramenta de navegação óptica
desenvolvida principalmente pelo engenheiro da Goddard, Andrew Liounis,
anteriormente verificou e verificou os dados de navegação para a missão OSIRIS-REx
da NASA para coletar uma amostra do asteroide Bennu (ver CuttingEdge, Summer
2021).
Em
contraste com o radar ou ferramentas de alcance a laser que pulsam sinais de
rádio e luz em um alvo para analisar os sinais de retorno, o GIANT analisa com
rapidez e precisão as imagens para medir a distância de e entre os pontos de
referência visíveis. A versão portátil é o cGIANT, uma biblioteca derivada do
sistema autônomo de Orientação e Controle de Navegação (autoGNC) de Goddard,
que fornece soluções de autonomia de missão para todos os estágios das
operações de espaçonaves e rovers.
A
combinação de interpretações de IA de panoramas visuais contra um modelo
conhecido do terreno de uma lua ou planeta poderia fornecer uma poderosa
ferramenta de navegação para futuros exploradores.
Fonte: Nasa
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