Rover da NASA percorreu Marte durante dois dias sem controlo humano.

Em dezembro, a NASA deu mais um pequeno passo - incremental, mas significativo - no caminho para rovers de superfície cada vez mais autónomos.

Demonstração com o rover Perseverance e pontos de passagem gerados por IA

Numa demonstração prática, a equipa do Perseverance recorreu a IA para criar os pontos de passagem do rover. Em dois dias distintos, o Perseverance seguiu esses pontos de passagem e percorreu, no total, 456 metros (1 496 pés) sem controlo humano.

“Esta demonstração mostra até onde as nossas capacidades avançaram e alarga a forma como vamos explorar outros mundos”, afirmou o Administrador da NASA, Jared Isaacman.

“Tecnologias autónomas como esta podem ajudar as missões a operar de forma mais eficiente, a responder a terrenos difíceis e a aumentar o retorno científico à medida que a distância à Terra aumenta. É um exemplo sólido de equipas a aplicarem nova tecnologia com cuidado e responsabilidade em operações reais.”

Porque a distância Terra–Marte obriga à navegação autónoma

Marte fica muito longe e existe um atraso de cerca de 25 minutos num sinal de ida e volta entre a Terra e Marte. Na prática, isto significa que, de uma forma ou de outra, os rovers ficam sozinhos durante curtos períodos.

Esse atraso influencia directamente a forma como se planeiam percursos. Na Terra, os condutores do rover analisam imagens e dados de elevação e programam uma sequência de pontos de passagem, que normalmente não ficam a mais de 100 metros (330 pés) uns dos outros.

Depois, o plano de condução segue para a Deep Space Network (DSN) da NASA, que o transmite para um de vários orbitadores; por sua vez, esses orbitadores reencaminham a informação para o Perseverance.

Como a IA escolheu o trajecto: imagens orbitais, modelos de elevação e perigos

Nesta demonstração, a IA avaliou imagens orbitais obtidas pela câmara HiRISE do Mars Reconnaissance Orbiter, bem como modelos digitais de elevação. A IA - assente no Claude AI da Anthropic - identificou perigos como armadilhas de areia, campos de rochedos, rocha-mãe e afloramentos rochosos. A seguir, produziu um percurso definido por uma série de pontos de passagem que contorna esses riscos.

A partir desse momento, entrou em acção o sistema de navegação automática do Perseverance. Este sistema dispõe de mais autonomia do que os dos seus antecessores e consegue processar imagens e planos de condução enquanto está em movimento.

O “gémeo” do Perseverance no JPL: Vehicle System Test Bed (VSTB)

Antes de esses pontos de passagem serem enviados para o Perseverance, houve ainda uma etapa essencial. O Jet Propulsion Laboratory (JPL) da NASA tem um “gémeo” do Perseverance, conhecido como “Vehicle System Test Bed” (VSTB), no Mars Yard do JPL.

Trata-se de um modelo de engenharia que a equipa pode utilizar na Terra para resolver problemas ou para cenários como este. Estas versões de engenharia são comuns em missões a Marte, e o JPL também tem uma equivalente para o Curiosity.

“Os elementos fundamentais da IA generativa estão a revelar um grande potencial para simplificar os pilares da navegação autónoma para condução fora do planeta: percepção (ver as rochas e as ondulações), localização (saber onde estamos) e planeamento e controlo (decidir e executar o trajecto mais seguro)”, explicou Vandi Verma, roboticista espacial no 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 deslocações à escala de quilómetros, reduzindo a carga de trabalho dos operadores, e a assinalar características de superfície interessantes para a nossa equipa científica ao vasculhar enormes volumes de imagens captadas pelo rover.”

IA na vida quotidiana vs. IA por necessidade nas missões da NASA

A IA está a tornar-se rapidamente omnipresente no nosso dia-a-dia, surgindo até em contextos onde nem sempre existe um caso de uso forte.

Mas isto não é a NASA a seguir uma moda. Por necessidade, a agência desenvolve sistemas de navegação automática há bastante tempo. Aliás, o principal modo de condução do Perseverance é o seu sistema autónomo de condução “self-driving”.

O obstáculo à autonomia total: incerteza crescente e necessidade de re-localização

Um dos factores que impede a condução totalmente autónoma é a forma como a incerteza aumenta quando o rover opera sem assistência humana. Quanto mais tempo o rover anda, maior é a incerteza sobre a sua posição à superfície.

A resposta passa por re-localizar o rover no seu mapa. Actualmente, essa tarefa é feita por humanos. No entanto, isto demora tempo, incluindo um ciclo completo de comunicações entre a Terra e Marte. No conjunto, acaba por limitar a distância que o Perseverance consegue percorrer sem ajuda.

A NASA/JPL também está a trabalhar numa forma de o Perseverance conseguir re-localizar-se com recurso a IA. O principal entrave é fazer corresponder imagens orbitais com as imagens ao nível do solo captadas pelo rover. Parece muito provável que a IA venha a ser treinada para se destacar precisamente neste tipo de correspondência.

O que pode mudar com a IA: do próximo rover em Marte ao Dragonfly em Titã

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

E não é apenas a exploração de Marte que poderá beneficiar. A missão Dragonfly da NASA, destinada a Titã - a lua de Saturno - fará uma utilização extensa de IA: não só para navegação autónoma enquanto a aeronave de rotores se desloca, mas também para curadoria autónoma de dados.

“Imaginem sistemas inteligentes não apenas no solo na Terra, mas também em aplicações de ponta nos nossos rovers, helicópteros, drones e outros elementos de superfície, treinados com a sabedoria colectiva 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 infra-estrutura e os sistemas necessários a uma presença humana permanente na Lua e para levar os EUA a Marte e mais além.”

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