NASA usa IA para gerar pontos de passagem do Perseverance em Marte e fazer o rover percorrer 456 metros

Em dezembro, a NASA deu mais um passo - pequeno, mas bem significativo - na direção de robôs de superfície cada vez mais autônomos fora da Terra.

Em uma demonstração prática, a equipe do Perseverance usou IA para gerar pontos de passagem (waypoints) para o rover. Em dois dias diferentes, o Perseverance seguiu esses waypoints criados pela IA e percorreu, ao todo, 456 metros, sem controle humano.

"Esta demonstração mostra o quanto nossas capacidades avançaram e amplia a forma como vamos explorar outros mundos", disse o administrador da NASA, Jared Isaacman.

"Tecnologias autônomas como essa podem ajudar as missões a operar com mais eficiência, reagir a terrenos difíceis e aumentar o retorno científico à medida que a distância da Terra cresce. É um ótimo exemplo de equipes aplicando novas tecnologias com cuidado e responsabilidade em operações reais."

Marte fica muito longe, e existe um atraso de cerca de 25 minutos no tempo de ida e volta de um sinal entre a Terra e Marte. Isso significa que, de um jeito ou de outro, os rovers acabam “por conta própria” por curtos períodos.

Esse atraso influencia diretamente o planejamento das rotas. Os operadores do rover aqui na Terra analisam imagens e dados de elevação e programam uma série de waypoints, que normalmente não ficam a mais de 100 metros de distância (cerca de 330 pés) entre si.

O plano de direção é enviado para a Deep Space Network (DSN), da NASA, que o transmite para um dos vários orbitadores, e então ele é retransmitido para o Perseverance.

Nesta demonstração, a IA analisou imagens orbitais da câmera HiRISE, do Mars Reconnaissance Orbiter, além de modelos digitais de elevação. A IA, baseada no Claude da Anthropic, identificou perigos como armadilhas de areia, campos de rochas, leito rochoso e afloramentos rochosos. Em seguida, gerou um trajeto definido por uma sequência de waypoints que evita esses riscos.

A partir daí, o sistema de autonavegação do Perseverance assumiu. Ele tem mais autonomia do que seus antecessores e consegue processar imagens e planos de direção enquanto está em movimento.

Houve ainda um passo importante antes de esses waypoints serem transmitidos ao Perseverance. O Jet Propulsion Laboratory (JPL) da NASA mantém um “gêmeo” do Perseverance chamado Vehicle System Test Bed (VSTB), localizado no Mars Yard do JPL.

É um modelo de engenharia com o qual a equipe pode trabalhar aqui na Terra para resolver problemas - ou para situações como esta. Essas versões de engenharia são comuns em missões a Marte, e o JPL também tem uma para o Curiosity.

"Os elementos fundamentais da IA generativa estão mostrando muita promessa em simplificar os pilares da navegação autônoma para condução fora do planeta: percepção (ver as rochas e ondulações), localização (saber onde estamos) e planejamento e controle (decidir e executar o caminho mais seguro)", disse Vandi Verma, roboticista espacial do JPL e integrante da equipe de engenharia do Perseverance.

"Estamos avançando para um futuro em que a IA generativa e outras ferramentas inteligentes ajudarão nossos rovers de superfície a realizar deslocamentos em escala de quilômetros, reduzindo a carga de trabalho dos operadores, e a sinalizar características interessantes na superfície para nossa equipe científica ao vasculhar enormes volumes de imagens do rover."

A IA está rapidamente virando algo onipresente no nosso dia a dia, aparecendo em lugares onde nem sempre há um motivo forte para usá-la.

Mas aqui não se trata da NASA apenas entrando na “onda” da IA. Eles desenvolvem sistemas de navegação automática há algum tempo, por necessidade. Na verdade, o principal modo de direção do Perseverance é seu sistema autônomo de navegação, tipo “autopiloto”.

Um fator que impede a direção totalmente autônoma é como a incerteza cresce quando o rover opera sem assistência humana. Quanto mais ele se desloca, mais incerto fica sobre sua posição na superfície.

A solução é re-localizar o rover no mapa. Hoje, essa etapa é feita por humanos. Só que isso leva tempo, incluindo um ciclo completo de comunicação entre a Terra e Marte. No fim, isso limita a distância que o Perseverance consegue percorrer sem uma ajuda.

A NASA/JPL também está trabalhando em uma forma de o Perseverance usar IA para se re-localizar. O principal obstáculo é combinar imagens orbitais com as imagens do rover em nível do solo. Parece muito provável que a IA seja treinada para se destacar nisso.

É evidente que a IA deve assumir um papel bem maior na exploração planetária. O próximo rover de Marte pode ser bem diferente dos atuais, com navegação autônoma mais avançada e outros recursos de IA. Já existem conceitos de um enxame de drones voadores liberados por um rover para ampliar o alcance exploratório em Marte. Esses enxames seriam controlados por IA para trabalhar em conjunto e de forma autônoma.

E não é só a exploração de Marte que deve se beneficiar da IA. A missão Dragonfly, da NASA, para Titã - lua de Saturno - fará uso amplo de IA. Não apenas para navegação autônoma enquanto o rotorcraft voa, mas também para curadoria autônoma de dados.

"Imagine sistemas inteligentes não apenas no solo na Terra, mas também em aplicações na ponta, em nossos rovers, helicópteros, drones e outros elementos de superfície treinados com a sabedoria coletiva de nossos engenheiros, cientistas e astronautas da NASA", disse Matt Wallace, gerente 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 além."

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