Trí tuệ nhân tạo giúp xe tự hành Curiosity thám hiểm Sao Hỏa như thế nào?

Gần đây NASA đã lắp đặt một hệ thống AI mới có tên gọi AEGIS để tự động chọn mục tiêu cho hệ thống phát hiện bằng laser của mình.

Thuật toán của AEGIS phân tích các hình ảnh thu được bởi camera định hướng (Navcam) trên chiếc xe thám hiểm. AEGIS có thể lựa chọn một viên đá mục tiêu và xác định nó bằng hệ thống laser ChemCam gắn trên xe thám hiểm, trước khi các nhà khoa học ở Trái Đất có thời gian để nhìn vào các tầm hình. Sau đó ChemCam sẽ xác định viên đá này chứa những loại nguyên tử nào. Tính năng tự động mới này đặc biệt hữu ích khi Curiousity đang ở giữa một hành trình dài, hoặc khi có những sự chậm trễ trong việc chia sẻ thông tin với các nhà khoa học trên Trái Đất.

Xe thám hiểm Sao Hỏa, Curiosity.

Tuy nhiên, việc này không có nghĩa là AI sẽ thay thế công việc của các nhà khoa học – phần lớn các mục tiêu vẫn được lựa chọn bởi các nhà khoa học mà không có sự trợ giúp của AI. Nhưng theo người phụ trách phần mềm AEGIS, Tara Estlin, thuộc phòng thí nghiệm tên lửa đẩy của NASA cho biết, Curiosity đang luyện tập với phần mềm tự ra quyết định của mình “một vài lần mỗi tuần.”

Phần nhiều công việc mà NASA làm trên sao Hỏa là nghiên cứu các viên đá, vì vậy AEGIS là một máy dò đá. Nó sử dụng thị giác máy tính để quét qua một hình ảnh kỹ thuật số, tìm kiếm các cạnh của đối tượng. Khi nó tìm thấy một đối tượng với các cạnh chạy xung quanh vật thể, nó sẽ xác định đó là một viên đá. Sau đó, với từng viên đá, nó sẽ phân tích hình ảnh để xác định tính chất của viên đá đó, như kích thước, hình dạng, độ sáng và nó cách xa bao nhiêu so với xe tự hành.

Các nhà khoa học trên Trái Đất sẽ thiết lập tiêu chí để xem những tính chất nào của các viên đá là thú vị, phụ thuộc vào địa hình xung quanh Curiosity. “Có thể đó là viên đá lớn hơn, có màu sáng hơn, cũng có thể nó là viên đá tròn hơn, sẫm màu hơn.” Estlin cho biết.

Hiện tại, Curiosity đang ở trong khu vực với nhiều đá nền, vốn là những tảng đá phẳng nằm trên bề mặt sao Hỏa, vì vậy hiện chiếc xe tự hành đang tìm kiếm những viên đá như vậy. AEGIS sẽ phân loại chúng theo thứ tự từ thú vị nhất cho đến ít thú vị nhất và hướng chùm laser vào những viên đá thú vị nhất.

Bà Estlin cho biết, trước Curiosity, AEGIS đã xuất hiện trên chiếc Opportunity vào năm 2010, nhưng NASA đã phát triển phần mềm loại này từ 10 năm trước đó (Bà Estlin tham gia vào dự án này từ 2002). “Đầu tiên chúng tôi kiểm tra nó bằng những hình ảnh trên mặt đất,” bà cho biết. “Chúng tôi có một vài dòng sông phục vụ nghiên cứu ở đây, vốn được tạo ra để thử nghiệm sớm các phần mềm.”

Phần khó nhất của việc lắp đặt AEGIS, là phải đảm bảo chúng có thể tích hợp với hệ thống của Curiosity, vốn phức tạp hơn nhiều so với Opportunity, mà không cần can thiệp vào bất cứ điều gì. Ví dụ, ChemCam có một số tính năng tự bảo vệ quan trọng để không cho nó chiếu laser vào bản thân chiếc xe (vì có thể làm hỏng nó), hay vào Mặt Trời (vì có thể sẽ phá hủy hệ thống quang học mà ChemCam sử dụng để xác định các nguyên tử).

Trong tương lai, AEGIS có thể sẽ được nâng cấp hơn nữa chức năng của mình. “Chúng tôi có cách tiếp cận khác đã được thử nghiệm trên thực địa, cỗ máy thay vì phải tìm kiếm các cạnh, nó tìm kiếm các mô hình pixel theo thống kê.” Estlin cho biết. “Việc này sẽ cho phép bạn tìm thấy các mục tiêu với nhiều hơn nữa các tiêu chí khác nhau,” ví dụ như các gờ, hay các lớp trong khối đá. Các lớp trong khối đá là điều đặc biệt thú vị vì nó cho ta biết lịch sử của hành tinh.

Tham khảo Astronomy