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Por Filipe Garrett, para o TechTudo


Missões de exploração e pesquisa espacial da NASA e outras agências já aplicam tecnologias de inteligência artificial (IA) para maior eficiência e resultados de melhor qualidade. A análise de novas crateras na superfície de Marte e uma IA que vasculha imagens de telescópio para encontrar exoplanetas (planetas fora do sistema solar) são apenas alguns exemplos dessa interseção entre exploração espacial e inteligência artificial, que anos atrás soaria como ficção científica. Abaixo, você confere seis situações em que a NASA utilizou IA para ajudar em suas missões.

IA analisa imagens do solo marciano geradas pela MRO para buscar crateras formadas recentemente — Foto: Divulgação/NASA

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1. Descoberta de novas crateras em Marte

Uma das novas aplicações de técnicas de inteligência artificial adotadas pela NASA envolve a classificação das imagens geradas pela sonda MRO, que orbita Marte desde 2006. A ferramenta analisa milhares de fotos para detectar mudanças na superfície que podem indicar a presença de novas crateras.

A tecnologia usa aprendizado de máquina e interpreta sinais que podem ser crateras. Para isso, a IA foi treinada pela NASA com 6.830 imagens diferentes tomadas pela MRO. Nesse meio, há fotos com áreas limpas de crateras e pontos marcados pelo impacto de meteoros. Assim, é possível criar uma distinção clara que facilita o reconhecimento, permitindo identificar o surgimento de novos pontos de interesse na superfície marciana.

A importância da ferramenta no processo de estudo do planeta vizinho está em aliviar a carga de trabalho dos cientistas, já que a IA é mais ágil na tarefa.

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2. Análise de exoplanetas

Kepler é o nome de um telescópio que atuou na órbita terrestre de 2009 a 2018. Sua função era vasculhar estrelas distantes em busca de potenciais exoplanetas, que são os planetas que habitam sistemas solares diferentes do nosso. Como o volume de informação gerado pelo Kepler era enorme, o uso de inteligência artificial acabou se mostrando uma ferramenta poderosa no processo de filtragem de candidatos.

A ação da IA aqui é analisar esses dados para tentar identificar a origem das oscilações na intensidade de luz das estrelas distantes. Desse modo, a tecnologia consegue diferenciar se são causadas por algum tipo de fenômeno diferente do que o trânsito de um exoplaneta. O sucesso da técnica já rendeu a confirmação de 50 novos planetas no volume de dados original da missão Kepler.

Técnica pode se mostrar fundamental na análise de dados dos sucessores do Kepler, desativado em 2018 — Foto: Divulgação/NASA

Para chegar nesse resultado, os cientistas usaram uma coleção de imagens já analisadas do Kepler, contendo tanto planetas reais como falsos positivos. Com o tempo, a IA desenvolveu a capacidade de separar um resultado do outro e agora está apta para realizar análises mais eficientes em missões futuras.

3. Projeção de novos trajes espaciais

O programa Artemis da NASA promete desembarcar a primeira astronauta no solo lunar até 2024 e, para isso, precisará de uma série de novos instrumentos e tecnologias. Entre as necessidades, está uma nova geração de trajes espaciais, mais confortáveis e seguros, que permitam aos astronautas das próximas missões trabalharem com eficiência na Lua.

Inteligência artificial torna o design dos equipamentos de suporte do traje mais eficiente — Foto: Divulgação/NASA

Essa nova geração de trajes espaciais vem sendo projetada com a ajuda de inteligência artificial, especialmente no que diz respeito aos recursos de suporte à vida. Essas ferramentas são capazes de regular temperatura, nível de oxigênio e pressão para que o corpo humano funcione e sobreviva no ambiente inóspito do espaço e da superfície lunar.

Entre a série de tarefas da IA no projeto estão processos de cálculo e estudo de design para combinar o maior nível de segurança e robustez desses equipamentos no menor volume e peso possível. Os responsáveis pelo projeto indicam que a abordagem é muito mais rápida, gerando novas versões e conceitos numa velocidade impossível para uma equipe de engenheiros.

4. Aprimoramento de imagens e vídeos do programa Apollo

O programa Apollo, que levou o homem à Lua nos anos 1960, condensou um grande volume de fotos e vídeos. Embora as fotos sejam de alta resolução, a tecnologia de vídeo da época era muito limitada e isso comprometeu a qualidade das imagens registradas nas seis missões que chegaram ao solo lunar.

Uma das iniciativas pode ser conferida no canal DutchSteamMachine, no YouTube, especializado em restaurar vídeos históricos com inteligência artificial. O aprimoramento é realizado a partir da limpeza de artefatos das imagens, aumento de resolução e cor para os originais em preto e branco. Além disso, há um aumento na taxa de quadros por segundo, deixando as capturas mais naturais.

5. Navegação nos rovers marcianos

Curiosity, assim como o Perseverance, possuem recursos de IA para ajudar a navegar no acidentado terreno marciano — Foto: Divulgação/NASA

A NASA possui rovers no solo marciano. São eles o Curiosity, em operação em Marte desde 2012, e o Perseverance, atualmente a caminho do planeta vermelho. Os veículos de exploração contam com sistemas de navegação que usam IA para impedir que os robôs se choquem com obstáculos, caiam em buracos e acabem presos em algum acidente na superfície.

Como a distância entre Marte e Terra varia, um sinal dos controladores da NASA leva tempos diferentes para chegar até o destino. A operação pode durar alguns poucos minutos, quando os dois planetas estão mais próximos, ou até 24 minutos, no ponto mais afastado de suas órbitas. Nos dois casos, é um tempo longo para que uma resposta saia da Terra e impeça um acidente.

Nesse sentido, a presença da IA dá um certo nível de autonomia aos equipamentos e age de forma mais rápida, impedindo acidentes que poderiam interromper as pesquisas. O sucesso dessa tecnologia pode ser observado na resiliência do Curiosity, em operação no planeta há oito anos.

6. CIMON: um robô na Estação Internacional Espacial

CIMON 2 conta com tecnologias de IA para interagir com astronautas — Foto: Divulgação/DLR

CIMON 2 é a segunda geração de um robô com inteligência artificial enviado à Estação Espacial Internacional (ISS). Parte de um programa da agência espacial alemã (DLR) e da ESA (Agência Espacial Europeia) em parceria com a Airbus, o CIMON foi idealizado para ser um companheiro dos astronautas em confinamento no laboratório espacial.

Para ser capaz de avaliar o nível de estresse dos astronautas durante interações e conversas em meio à rotina na ISS, o CIMON 2 conta com tecnologias desenvolvidas pela IBM. A ideia do programa é estudar formas pelas quais humanos e máquinas inteligentes possam ser usados em sinergia na exploração espacial.

Um exemplo utilizado pelos criadores do projeto é a ideia de que, em uma viagem para Marte, os astronautas ficariam isolados da humanidade por até dois anos. Ter acesso a um astronauta robô não apenas é uma forma de distração, mas também pode se mostrar um recurso técnico relevante na solução de problemas que podem aparecer de uma hora para outra ao longo das missões no espaço.

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