Использование интеллектуальных зондов.

Однако возможность передачи данных у такого спутника ограничена. Сообщение, посланное им, будет идти до Земли около 1.5 часов, и столько будет идти обратный ответ. Несомненно, три часа – это слишком долгий срок, особенно если зонд попадет в критическую ситуацию. А если зонд обнаружит что-либо необычное, например, извержение ледяного вулкана? За три часа зонд снесет далеко, да и извержение уже может закончиться.

До настоящего времени межпланетные зонды-разведчики по большей части были «марионетками» в руках наземных центров управления. Люди посылали команды, а космические аппараты прилежно их выполняли. Но по мере того, как миссии становятся все более далекими и все более амбициозными, подобный способ управления становится все менее удобным. Поэтому в зонды начинают закладывать искусственный интеллект, чтобы они могли думать сами.

«Подобные технологии уже работают в некоторых миссиях», - говорит Стив Чин (Steve Chien), руководитель группы искусственного интеллекта в Лаборатории реактивного движения NASA в Пасадене (NASA's Jet Propulsion Laboratory, Pasadena). В частности, группа Чина написала программное обеспечение для спутника Earth Observing-1 (E.O.-1), который следит за природными бедствиями – извержениями вулканов, лесными пожарами и наводнениями. Во время работы спутник делает повторяющиеся снимки исследуемых областей, следя за изменениями, которые могут свидетельствовать о катастрофах. «Практически немедленно, в течение нескольких часов, зонд может перепрограммировать себя, чтобы наблюдать за какими-либо целями. – говорит Чин. – Мы же быстро получаем изображение территории». При этом сам спутник добавляет новую точку наблюдения в свое расписание и, соответственно, меняет график наблюдений. Те наблюдения, которые планировались ранее, могут сдвинуться или вообще отмениться. Все это происходит без участия человека, а спутник лишь посылает оператору на Землю информацию о том, что он сделал.

Когда E.O.-1 был запущен в 2000 году, планирование велось наземным центром. В 2003 году было испытано автоматическое планирование, и в настоящее время оно используется постоянно. Оно не только уменьшает время реакции зонда, но также и сократило на четверть ежегодные затраты размером в $3.6 млн. на его обслуживание.

Подобное программирование может быть использовано и для будущих планетарных миссий, например, к Юпитеру и его лунам, для наблюдения за вулканическими извержениями на Ио и сдвигами разломов поверхности Европы.

Два марсохода NASA - Spirit и Opportunity – также имеют интеллектуальные навыки. Когда они едут, они используют стереокамеры для оценки размеров камней и расстояния до них, и на основании этого маневрируют. «В каждый момент марсоход анализирует десяток возможных вариантов. – поясняет Марк Маймон (Mark W. Maimone), один из разработчиков программного обеспечения роверов. – Затем он выбирает самый безопасный путь».

Новое программное обеспечение, которое загрузят в марсоходы в этом месяце, еще больше увеличит их автономность. Тогда люди на Земле смогут просто говорить ему: «Езжай к тому камню и опусти на него руку с инструментом». Сейчас же установка этой руки занимает целый день, так как вначале контролеры должны увидеть позицию марсохода, а потом уже давать команду об опускании руки.

Еще одной особенностью апгрейда, взятого из программы от E.O.-1, станет возможность ровера самому отслеживать те данные, которые полезны. Марсоходы делают фотографии для поиска облаков и мини-торнадо, известных как «пылевые смерчи» (dust devils). Однако такие объекты встречаются редко, поэтому на большинстве снимков просто ничего нет, и их передача на Землю является пустой тратой времени. Таким образом, с помощью нового программного обеспечения роверы будут анализировать фотографии и посылать только те, на которых будут интересующие ученых объекты. Все это приведет к более широким возможностям поиска. Ребекка Кастано (Rebecca Castaño) говорит, что тесты показали верность определения облаков в 93% случаев. Более важно здесь то, что программа редко ошибается в обнаружении облака, когда оно действительно есть; но иногда она может сказать о наличии облака, когда его нет – ошибка, которую люди на Земле легко отсеют.

Однако эти космические аппараты еще далеки до того, чтобы быть «умными». Программа планирования наблюдений на E.O.-1 не сильно отличается от той, что используется фирма Wal-Mart для управления своим складом, а автономность марсоходов не позволяет им различать неожиданные ловушки. Так, в апреле прошлого года Opportunity нечаянно заехал в песчаную дюну, и потребовалось пять недель, чтобы выбраться из нее.

«Ни одна из этих систем не превосходит по интеллекту 2-хлетнего ребенка. – говорит Цинтия Чюн (Cynthia Y. Cheung) из Центра управления полетами Годдарда. – Мы же хотим сделать такие системы, которые бы обучались и реагировали на окружающую обстановку». Чюн является членом группы под руководством Стивена Кертиса (Steven Curtis), разрабатывающей более претенциозный ровер, который не имеет колес. Такой планетоход напоминает «перекати-поле», и он может сам себя тянуть, становиться плоским и протискиваться сквозь отверстия. Для достижения всех этих возможностей машина должна иметь сенсоры, которые бы обследовали окружающую обстановку, после чего робот выбирал бы наилучший способ движения. Хотя некоторые правила безопасности и будут в него заложены (аналогично тому, что говорят ребенку: «не переходи проезжую часть»), ученые также сделают и возможности для самообучения, путем проб и ошибок.

Межпланетные космические зонды стоят сотни миллионов долларов каждый, и ошибка в программном обеспечении может привести к потере аппарата. Так, прошлогодняя попытка зонда DART (Demonstration of Autonomous Rendezvous Technology, демонстрация автоматической технологии стыковки) состыковаться в автоматическом режиме с другим спутником привела к их столкновению. Кроме того, ученые озабочены тем, что космический аппарат может отбрасывать информацию до того, как ученые успеют ее проанализировать. По этому поводу они часто шутят, что ровер может проехать мимо кости динозавра на Марсе, так как он запрограммирован лишь на распознавание минералов.

Но, тем не менее, автономные роботы позволяют выполнять те же задания за меньшие деньги. «В идеальном мире, - говорит Ральф Лоренц (Ralph D. Lorenz), планетолог из Университета Аризоны, - вы загружаете каждую картинку и рассматриваете ее бесконечно долго. В действительности, вы не можете позволить себе такую роскошь». Именно по этой причине космический зонд должен суммировать все свои наблюдения. «Чтобы выполнять самые лучшие научные исследования, необходимо пересылать лишь данные с самым большим количеством полезной информации», - заключает Лоренц.