La NASA se ha acercado a permitir que las computadoras remotas a bordo dirijan la búsqueda de vida en otros planetas. Los científicos del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA han anunciado los primeros resultados de nuevos sistemas inteligentes, para ser instalado en sondas espaciales, capaz de identificar firmas geoquímicas de vida a partir de muestras de rocas. Permitir que estos sistemas inteligentes elijan tanto qué analizar y qué decirnos en la Tierra superará los severos límites sobre cómo se transmite la información a grandes distancias en la búsqueda de vida desde planetas distantes. Los sistemas debutarán en la misión ExoMars 2022/23, antes de una implementación más completa en cuerpos más distantes del Sistema Solar.

Presentando el trabajo en la conferencia Goldschmidt Geochemistry, La investigadora principal Victoria Da Poian dijo:"Este es un paso visionario en la exploración espacial. Significa que con el tiempo habremos pasado de la idea de que los humanos están involucrados con casi todo en el espacio". a la idea de que las computadoras están equipadas con sistemas inteligentes, y están capacitados para tomar algunas decisiones y son capaces de transmitir prioritariamente la información más interesante o urgente ".

Eric Lyness, líder de software en el Laboratorio de Ambientes Planetarios en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA (GSFC), enfatizó la necesidad de tener instrumentos inteligentes para la exploración planetaria:"Cuesta mucho tiempo y dinero enviar los datos a la Tierra, lo que significa que los científicos no pueden ejecutar tantos experimentos o analizar tantas muestras como desearían. Mediante el uso de IA para hacer un análisis inicial de los datos después de que se recopilen pero antes de que se envíen de regreso a la Tierra, La NASA puede optimizar lo que recibimos, lo que aumenta enormemente el valor científico de las misiones espaciales "

Victoria Da Poian y Eric Lyness (ambos en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA), han entrenado sistemas de inteligencia artificial para analizar cientos de muestras de rocas y miles de espectros experimentales del Analizador de moléculas orgánicas de Marte (MOMA), un instrumento que aterrizará en Marte dentro del ExoMars Rosalind Franklin Rover en 2023. MOMA es un instrumento de última generación basado en espectrómetro de masas, capaz de analizar e identificar moléculas orgánicas en muestras de rocas. Buscará vida pasada o presente en la superficie y el subsuelo marcianos a través del análisis de muestras de rocas. El sistema que se enviará a Marte seguirá transmitiendo la mayoría de los datos a la Tierra, pero los sistemas posteriores del sistema solar exterior tendrán autonomía para decidir qué información devolver a la Tierra.

Los primeros resultados muestran que cuando el algoritmo de la red neuronal del sistema procesa un espectro de un compuesto desconocido, esto se puede categorizar con hasta un 94% de precisión y compararlo con muestras vistas anteriormente con un 87% de precisión. Esto se perfeccionará aún más hasta que se incorpore a la misión 2023.

Victoria Da Poian continuó, "Lo que obtenemos de estas misiones no tripuladas son datos, montones; y enviar datos a cientos de millones de kilómetros puede resultar muy complicado en diferentes entornos y extremadamente caro; en otras palabras, el ancho de banda es limitado. Necesitamos priorizar el volumen de datos que enviamos a la Tierra, pero también debemos asegurarnos de que, al hacerlo, no arrojemos información vital. Esto nos ha llevado a comenzar a desarrollar algoritmos inteligentes que pueden por ahora ayudar a los científicos con su análisis de la muestra y su proceso de toma de decisiones con respecto a operaciones posteriores. y como objetivo a más largo plazo, algoritmos que analizarán los datos en sí, ajustará y afinará los instrumentos para ejecutar las próximas operaciones sin la conexión a tierra en el bucle, y transmitirá a casa solo los datos más interesantes ".

El equipo utilizó los datos sin procesar de las pruebas de laboratorio iniciales con un instrumento MOMA basado en la Tierra para entrenar a las computadoras a reconocer patrones familiares. Cuando se reciben nuevos datos brutos, el software les dice a los científicos qué muestras encontradas anteriormente coinciden con estos nuevos datos.

Eric Lyness señaló:"La misión enfrentará límites de tiempo severos. Cuando estaremos operando en Marte, las muestras solo permanecerán en el rover durante unas pocas semanas como máximo antes de que el rover arroje la muestra y se traslade a un nuevo lugar para perforar. Entonces, si necesitamos volver a probar una muestra, tenemos que hacerlo rápido a veces dentro de las 24 horas. En el futuro, mientras nos movemos para explorar las lunas de Júpiter como Europa, y de Saturno como Encelado y Titán, necesitaremos que se tomen decisiones en tiempo real in situ. Con estas lunas, una señal de la Tierra puede tardar de 5 a 7 horas en llegar a los instrumentos, así que esto no será como controlar un dron, con una respuesta instantánea. Necesitamos dar a los instrumentos la autonomía para tomar decisiones rápidas para alcanzar nuestros objetivos científicos en nuestro nombre ".

Lyness comentó:"Cuando se reunieron por primera vez, los datos producidos por el instrumento de búsqueda de vida MOMA son difíciles de interpretar. No gritará "He encontrado vida aquí, "pero nos dará probabilidades que necesitarán ser analizadas. Estos resultados nos dirán en gran medida acerca de la geoquímica que encuentran los instrumentos. Nuestro objetivo es que el sistema dé instrucciones a los científicos, por ejemplo, nuestro sistema podría decir "Tengo un 91% de confianza en que esta muestra corresponde a una muestra del mundo real y estoy 87% seguro de que se trata de fosfolípidos, similar a una muestra probada el 24 de julio, 2018 y así es como se veían esos datos. "Aún necesitaremos humanos para interpretar los hallazgos, pero el primer filtro será el sistema de IA ".

Los investigadores señalan que es costoso enviar datos desde Marte, y se vuelve más caro a medida que los módulos de aterrizaje se alejan de la Tierra. "Los datos de un rover en Marte pueden costar hasta 100, 000 veces más que los datos de su teléfono celular, por lo que debemos hacer que esos bits sean lo más valiosos científicamente como sea posible, "dijo Eric Lyness.

Comentando, Dr. Joel Davis (investigador postdoctoral en geología planetaria en el Museo de Historia Natural, Londres) dijo, "Uno de los principales desafíos de las misiones planetarias es devolver los datos a la Tierra; cuesta tiempo y dinero. En Marte, el tiempo de retraso del viaje es de unos 20 minutos y aumenta cuanto más se adentra en el sistema solar. Dada la duración limitada de las misiones, los científicos tienen que ser muy selectivos con los datos que deciden traer. Estos resultados ciertamente parecen prometedores; tener una mayor autonomía a bordo de las naves espaciales es una forma de garantizar la utilidad de los datos devueltos ".

El Dr. Davis no participó en este trabajo.