今週発表されたNASAの論文[PDF]によると、人類が月を超えるためには、地上管制への依存を減らし、飛行などの操作をAIシステムに頼り、科学実験をより自律的に行う必要があるという。
「将来の火星ミッションでは、乗組員と地上部隊が地球のミッションコントロールから独立して活動する必要がある」と、カリフォルニア州マウンテンビューにあるNASAエイムズ研究センターのインテリジェントシステム部門、計画・スケジュールグループリーダーのジェレミー・フランク氏は論文に記している。「目標は、AIソフトウェアを活用して、宇宙飛行士がより自律的にミッションを遂行できるようにすることだ。」
NASAは、2024年までに「最初の女性と次の男性」を月に送り込み、それを火星への足掛かりとすることを目標としています。NASAは、月面探査機「ゲートウェイ」の設置を提案しています。これは、月面探査機「ゲートウェイ」を周回する宇宙船で、科学者たちはこれまでのミッションよりも広い岩石質の月面にアクセスできるようになります。国際宇宙ステーションよりも小型で、最大4人の宇宙飛行士を収容できます。
月ゲートウェイは主に4つの要素で構成される。探検家が居住する住居、宇宙船への出入りを可能にするエアロックシステム、月まで移動するための動力推進船、そして貨物の輸送を受け入れる物流拠点である。
「少人数の乗組員では現在地上で行われているゲートウェイの全ての機能を担うことはできない。そのため、そのようなミッションにおける乗組員の作業負荷を軽減するためには、車両をさらに自動化する必要がある」と論文は述べている。
宇宙飛行士がゲートウェイに滞在するのは数ヶ月のみと予想されており、乗組員が地球に帰還した後も、宇宙船は自力で航行を続ける必要があります。NASAは、ロボットを活用することで、地上管制の支援なしに最大21日間、自律的に運用できることを期待しています。
AI アルゴリズムは、乗組員の自律性、車両システム管理、自律ロボットの 3 つの主要領域に適用されます。
HPEのEng Lim Goh氏が宇宙搭載コンピューター、NASAのメダル、そして最後のフロンティアにおけるAIについて語る
続きを読む
クルーの自律性は、宇宙飛行士がよりスムーズにミッションを遂行することを可能にします。宇宙船のシステム管理は、ゲートウェイを自己管理システムにすることに重点を置いており、特に人間が搭乗していない場合には重要になります。最後に、人間と共に活動する自律型ロボットも、前述の目標の達成に貢献します。
フランク氏は、Lunar GatewayへのAIの適用において、プログラムの監視、計画、実行、そして故障の検出と修復にAIを活用することを構想しています。例えば、ソフトウェアを用いて水質を分析し、清潔な飲料水を提供したり、フライトコントローラーを用いて車のダッシュボードのように宇宙船の現在の状態に関する情報を表示したりすることが挙げられます。
「有人宇宙飛行はミッションクリティカルな性質を持つため、自律技術は環境の変化、故障、不具合、そして人間と機械の協働における予測不可能な性質に対して、堅牢で回復力に富んでいなければなりません。特殊な自動推論と機械学習は、障害管理を可能にする重要な技術です」と論文は述べています。
ゲートウェイ計画は、NASAが新たな技術を試験する機会となります。「そして、月面や月周回で得た知見を活かし、次の大きな飛躍、つまり火星への宇宙飛行士の派遣へとつなげていきます」とフランク氏は語りました。®
