ذكاء اصطناعي يتيح للمركبات الفضائية القيادة المستقلة
التوطين المتزامن ورسم الخرائط (SLAM) تقنية واعدة يمكن استخدامها لتحسين الملاحة في الأنظمة المستقلة، ومساعدتها على رسم خريطة للبيئة المحيطة بها وتتبع الأجسام الأخرى داخلها.
وحتى الآن، تم تطبيق تلك التقنية بشكل أساسي على المركبات الأرضية والروبوتات المتنقلة، ومع ذلك يمكن أيضًا توسيعها لتشمل المركبات الفضائية، وفقاً لتقرير حديث.
وأنشأ باحثون في معهد جورجيا للتكنولوجيا (جورجيا تك) ومركز غودارد لرحلات الفضاء التابع لوكالة "ناسا" مؤخرًا AstroSLAM، وهي خوارزمية ذكاء اصطناعي يمكن أن تسمح للمركبات الفضائية بالتنقل بشكل أكثر استقلالية.
ويمكن أن يكون الحل الجديد المتمثل في الخوارزمية القائمة على (SLAM)، مفيدًا بشكل خاص في الحالات التي تتنقل فيها أنظمة الفضاء حول جرم سماوي صغير، مثل الكويكبات.
وقال باناجيوتيس تسيوتراس أحد الباحثين أحد الباحثين في الدراسة: "عملنا الأخير هو جزء من برنامج ESI للابتكارات Early-Stage Innovations الممول من وكالة ناسا والذي كان هدفه جعل المركبة الفضائية المستقبلية الموجهة لمهام الفضاء السحيق أكثر استقلالية".
وأضاف: "هذه المشكلة ذات أهمية كبيرة لأنه بسبب المسافات الكبيرة من الأرض، من الصعب تنفيذ المناورات المطلوبة حول الكويكب بطريقة آنية"، بحسب موقع "techxplore".
وتابع: "بدلاً من ذلك، تتطلب العملية الحالية فريقًا كبيرًا من المشغلين البشريين على الأرض لربط الصور الملتقطة من المركبة الفضائية وتحليلها في وضع عدم الاتصال لإنشاء خرائط تضاريس رقمية ، وهو ما يرقى إلى تصميم مناورات المركبة الفضائية بعناية".
وبحسب التقرير، يعد ضمان تحرك المركبات الفضائية بالطرق المرغوبة حول الكويكبات مهمة شاقة ومملة وتستغرق وقتًا طويلاً بالنسبة للعوامل البشرية على الأرض.
وسيكون النموذج الذي يمكنه إعادة بناء شكل الكويكبات القريبة بشكل مستقل والتنقل بالمركبة الفضائية بأقل قدر من التدخل من الأرض ذا قيمة لا تصدق، حيث يمكن أن يسهل عمليات الفضاء السحيق وربما يسرعها.
يمكن لخوارزمية AstroSLAM، التي طورها الفريق أن تولد بشكل مستقل موقع وتوجه المركبات الفضائية مقارنة بموقع وتوجه الكويكبات القريبة أو الأجرام السماوية الصغيرة الأخرى.
وتحقق الخوارزمية الجديدة ذلك من خلال تحليل سلسلة من الصور المأخوذة من كاميرا على متن المركبة الفضائية وهي تدور حول الجرم السماوي المعني.
وأوضح تسيوتراس أن «AstroSLAM، كما يوحي اسمها، تستند إلى SLAM، وهي منهجية تم استخدامها حتى الآن بنجاح كبير في الروبوتات المتنقلة الأرضية، ولكنها لم تمتد إلى بيئة الفضاء، ويمكن لنموذجنا أيضًا أن يولد تمثيلًا ثلاثي الأبعاد للأجرام السماوية الصغيرة ويقدر حجمها ومعلمات الجاذبية".
وأشار إلى أن "أحد المستجدات في AstroSLAM هي أنها تأخذ في الاعتبار قيود الحركة النابعة من الديناميكيات المدارية، وبالتالي توفير حل ملاحة أكثر دقة".
وقام الباحثون بتقييم تقنيتهم في سلسلة من الاختبارات ، باستخدام البيانات الحقيقية التي التقطتها وكالة ناسا خلال مهمات الفضاء القديمة والبيانات الاصطناعية عالية الدقة التي تم إنشاؤها باستخدام جهاز محاكاة المركبات الفضائية في معهد جورجيا للتكنولوجيا.
وكانت النتائج التي توصلوا إليها واعدة للغاية، مما يشير إلى أن AstroSLAM بمقدورها في النهاية تمكين التشغيل المستقل للمركبة الفضائية في سيناريوهات مختلفة.
