Sztuczna inteligencja na orbicie

NASA stara dowiedzieć się w jaki sposób powierzchniowa lawa wykazuje zmienne tendencje, a pomaga im w tym sztuczna inteligencja.

21 stycznia 2017 nastąpiło otwarcie szczeliny na szczycie wulkanu Erta Ale w Etiopii – jednego z nielicznych na świecie z aktywnym pokładem lawy w kalderze. Wulkanolodzy zwrócili się z prośbą do NASA, aby umożliwiła zarejestrowanie procesu erupcji z wykorzystaniem satelity Earth Observing 1 (EO-1). Zakładano, że zjawisko erupcji może być wystarczająco duże, aby rozpocząć zmianę kształtu stożka wulkanu.

Wyprawa do Erta Ale / Credits – Robin Ratchford

Sztuczna inteligencja na orbicie

Jak się okazało satelita był już zajęty zbieraniem danych o zbiorniku lawy. System sztucznej inteligencji sterujący programem obserwacyjnym satelity wymusił zmianę koordynatów na wulkan Erta Ale i rozpoczęcie zbierania danych. To spore osiągniecie dla wykorzystywania A.I. To oprogramowanie, zwane Autonomous Sciencecraft Experiment (ASE), od ponad 12 lat kieruje działaniami EO-1, pomagając naukowcom badać przebieg oraz skutki klęsk żywiołowych na całym świecie. ASE zakończy swoją działalność w tym miesiącu, raz z zakończeniem misji EO-1 (misja satelity znacznie przedłużyła planowany czas działania). ASE pozostawia dziedzictwo, które ma duży potencjał dla rozwoju programu sztucznej inteligencji, wykorzystywanej w przyszłych poszukiwaniach informacji o przestrzeni kosmicznej.

Oprócz ostatniej erupcji, ASE pomagało naukowcom zbadać erupcję Islandzkiego wulkanu oraz jego skutki w postaci chmur pyłów które przykryły niebo Europy w 2010 r. System śledził również katastrofę powodziową w Tajlandii. Oprogramowanie skracało czas przetwarzania danych od kilku tygodni do kilku dni, ponieważ użytkownicy systemu mogą analizować dane uzyskane przez satelity w czasie rzeczywistym.

Historia ASE zaczyna się w 2003 roku gdzie opracowany system został dostarczony i zamontowany na satelicie EO-1. Architektura systemu została opracowany przez Jet Propulsion Laboratory NASA w Pasadenie w Kalifornii, natomiast sam orbiter jest zarządzany przez Centrum Lotów Kosmicznych znajdujący się Goddard w Greenbelt, w stanie Maryland. Oprogramowanie służy do nakierowania EO-1 w miejsca występowania zjawisk o charakterystyce naukowej co umożliwiało ostrzeżenie badaczy o zachodzących zjawiskach oraz autonomicznie wymuszały wykonywanie zdjęć podczas kolejnych przelotów nad określonym celem.

Dodatkowo satelita zarządza “siecią czujników”, czyli siecią innych satelitów i czujników naziemnych, które są w ciągłej komunikacji ze sobą, w pominięciu o określone priorytety, na których każde z nich jest skoncentrowane.
“To kamień milowy w dziedzinie aplikacji A.I.”,powiedział Steve Chien, główny badacz ASE i szef grupy Artificial Intelligence Group w firmie JPL. “Zakładaliśmy robienie tego przez sześć miesięcy, ale odnieśliśmy tyle sukcesów, że robimy to ponad 12 lat”. Oprogramowanie zazwyczaj powiadamiało badaczy w ciągu 90 minut od wykrycia zdarzenia. Następnie w ciągu kilku godzin łączyły dane i je post-procesowały. Takie zabiegi poprzednio trwały nawet do kilku tygodni, z uwagi na naziemna koordynacje naukowców oraz wymienne danych z zaangażowanymi jednostkami.

A.I. Może ustanowić priorytet dla orbitera w zależności od zaistniałego zdarzenia, co w wyniku dokładnie zaprogramowanych parametrów, pozwalaj na przechwycenie cennych danych naukowych, które w przeciwnym razie zostałyby utracone – powiedziała Ashley Davies, wiodący naukowiec z ASE i wulkanolog z firmy JPL.
Na szczęście, czujnik JPL ma szeroki zasięg. Oprócz satelity EO-1 składa się z innych satelit, a nawet czujników naziemnych. Gdy jeden z pozostałych satelitów odebrał szybkie zmiany temperatury na szczycie wulkanu, to właśnie wtedy priorytet operacji został nadany dla EO-1, który rozpoczął zbieranie danych na temat zachodzących zjawisk.

Ostatnia erupcja Erta Ale podkreśla szybkość i skuteczność wykorzystania systemu A.I. Wspomniane rozwarcie się szczeliny o długości 3 km, spowodowało upadek części kaldery – jest to dokładnie jeden z rodzajów szybkiego wydarzenia w którym trudno przechwycić jakiekolwiek dane, a mimo tego ASE poradziło sobie perfekcyjne.
“Uchwyciliśmy to wydarzenie w idealnym czasie, we wczesnej fazie rozwoju erupcji”, powiedział Davies. Teraz on i inni naukowcy mają znacznie lepsze wyobrażenie, jak wypływanie lawy zmienia się wraz z upływem czasu. “Nie mielibyśmy takiej okazji, gdyby nie Volcano Sensor Web”.

Zarówno Chien, jak i Davies zgodzili się, że autonomia ma olbrzymi potencjał, jeśli chodzi o studiowanie wydarzeń w pewnej odległości od Ziemi, gdzie dystans uniemożliwia poznanie tego, co się dzieje, dopóki dane zdarzenie nie przeminie. Na przykład, A.I. mogłoby znacznie łatwiej uchwycić te dynamiczne zdarzenia, takie jak przejście komety czy wybuchy wulkanu na odległym księżycu.

(JPL, NASA)