الذكاء الاصطناعي يتخذ قراراته في الفضاء لأول مرة دون تدخل بشري

مهندسين من جامعة يوليوس ماكسيميليان في فورتسبورغ (ألمانيا) لأول مرة أظهرت التحكم المستقل في مركبة فضائية باستخدام الذكاء الاصطناعي. على متن القمر الصناعي InnoCube النانوي، أجرى الذكاء الاصطناعي مناورة توجيه كاملة، باستخدام مهارات اتخاذ القرار المكتسبة فقط ودون تدخل بشري.

اختراق في الحكم الذاتي في الفضاء

يلاحظ كيريل دجيبكو، مدير المشروع:

“لدينا أول دليل عملي في العالم على أن نظام التحكم بالأقمار الصناعية الذي تم تدريبه باستخدام التعلم المعزز العميق يمكن أن يعمل بفعالية في البيئات الفضائية.”

وأثناء الاختبار، نجح الذكاء الاصطناعي في تحويل القمر الصناعي في الاتجاه المطلوب عدة مرات، مما يدل على قدرته على التعامل مع الظروف غير المتوقعة في الفضاء.

يهدف مشروع LeLaR إلى تطوير جيل جديد من وحدات التحكم التي يمكنها تثبيت الأقمار الصناعية واستهداف الأدوات وضبط المسار دون ضبط بشري مستمر. يعد هذا الاستقلال الذاتي أمرًا بالغ الأهمية للبعثات إلى الكواكب والكويكبات البعيدة، حيث أن تأخير الاتصال مع الأرض يجعل التحكم عن بعد مستحيلًا تقريبًا.

كيف تعلم الذكاء الاصطناعي واختبر نفسه في الفضاء الحقيقي

يستخدم نظام فورتسبورغ خوارزميات التعلم المعزز العميق (DRL). وعلى عكس وحدات التحكم التقليدية، التي تعمل وفقًا لقواعد ثابتة، يتعلم الذكاء الاصطناعي في أجهزة المحاكاة، مما يؤدي إلى تحسين قراراته تدريجيًا. تسمح هذه الطريقة للشبكة العصبية ليس فقط بإتقان المهارات اللازمة مسبقًا، ولكن أيضًا بالتكيف مع الأحداث غير المتوقعة، بما في ذلك الاضطرابات الخارجية أو التغيرات في كتلة القمر الصناعي وتوازنه.

قبل إطلاقه إلى المدار، تم تدريب نموذج DRL على أجهزة محاكاة عالية الدقة تحاكي الظروف المدارية وفيزياء حركة المركبة. كان أحد التحديات الرئيسية هو سد فجوة Sim2Real، أي الفرق بين سلوك الذكاء الاصطناعي في البيئة الافتراضية وفي الفضاء الحقيقي. غالبًا ما تمنع هذه المشكلة تنفيذ الأنظمة المستقلة في المشاريع الهندسية، ولكن في حالة InnoCube تم حلها بنجاح.

كيف جعل المهندسون القمر الصناعي أكثر ذكاءً

بالإضافة إلى الذكاء الاصطناعي، تم اختبار الابتكارات على متن الطائرة، بما في ذلك نظام SKITH. فهو يستبدل كابلات الأقمار الصناعية الداخلية بوصلات لاسلكية، مما يقلل الوزن وخطر الفشل. وفقًا لإريك ديلجر:

“يمهد العرض التوضيحي الطريق لأساليب جديدة في تصميم الأقمار الصناعية حيث تعتبر الاستقلالية والموثوقية أمرًا بالغ الأهمية.”

تعمل منصة InnoCube نفسها كموقع اختبار مداري للتجارب المتعلقة بالتحكم في الموقف وتحقيق الاستقرار وأنظمة المناورة الخاضعة للرقابة. وهذا يمنح الباحثين الفرصة لاختبار خوارزميات الذكاء الاصطناعي عمليًا قبل تنفيذها في أقمار صناعية أكبر أو مهمات إلى القمر والمريخ.

الآثار المترتبة على البعثات المستقبلية

يزيد نجاح المشروع من الثقة في الذكاء الاصطناعي في العمليات الفضائية ذات المهام الحرجة. يؤكد فرانك بوب:

“يظهر هذا الحدث أن الأنظمة الذكية قادرة على التحكم بشكل مستقل في الأقمار الصناعية، وإجراء مناورات دقيقة واتخاذ القرارات دون سيطرة بشرية مباشرة.”

وفي المستقبل، ستسمح مثل هذه الأنظمة للمركبات الفضائية بتعديل مدارها، وتحسين استخدام الطاقة، ومنع الاصطدامات بالحطام الفضائي، وتشغيل الأدوات العلمية بشكل مستقل.

ويضيف سيرجيو مونتينيغرو: “الهدف التالي هو تطوير هذه القدرات إلى الاستقلالية الكاملة، حيث يمكن للمركبة الفضائية أن تعمل بشكل مستقل خلال المهام الطويلة”.