De que forma a NASA emprega inteligência artificial na exploração espacial

A exploração espacial evoluiu graças a diversas inovações tecnológicas, entre elas a inteligência artificial; a combinação entre NASA e IA tem acelerado pesquisas e descobertas que podem transformar o futuro da humanidade. Ferramentas inteligentes são parceiras da agência há muitas décadas.

Com a previsão de retomar voos tripulados à Lua em 2026 e de estabelecer presença humana no satélite natural na próxima década, a agência pretende aproveitar os avanços tecnológicos para avançar rumo ao espaço profundo. Para isso, compromete-se a empregar essas tecnologias de forma segura.

Quer entender melhor como funciona a relação entre NASA e IA?

O que é IA?

A NASA define inteligência artificial como qualquer tecnologia que permita a máquinas e computadores desenvolver habilidades de pensamento semelhantes às humanas. Sistemas com essas capacidades aprendem termos e conceitos, reconhecem objetos e fazem previsões.

Eles também detectam padrões e operam de forma autônoma; a agência norte-americana emprega três tipos de IA. Um deles é o aprendizado de máquina, que processa grandes volumes de dados e ensina computadores a gerar previsões rápidas e precisas.

O aprendizado profundo é outra abordagem usada na tecnologia espacial. Nesse caso, os eletrônicos funcionam de maneira análoga ao cérebro humano, usando múltiplas camadas de processamento para reconhecer padrões e extrair informações relevantes.

A IA generativa, aplicada para criar imagens e textos, responder perguntas complexas e executar diversas outras tarefas, também integra as atividades da agência. Essa técnica se apoia no deep learning.

Como a NASA usa inteligência artificial?

Ferramentas inteligentes estão presentes praticamente em todos os setores, auxiliando missões, projetos de pesquisa e outras iniciativas. Por exemplo, a IA é empregada para analisar dados de satélites, desenvolver tecnologia para veículos autônomos e planejar e gerenciar viagens espaciais.

Diagnosticar e detectar anomalias, processar grandes conjuntos de dados coletados por telescópios e procurar planetas fora do Sistema Solar são algumas das demais aplicações dos bots. Em várias situações, eles encontraram informações que haviam passado despercebidas por especialistas humanos.

Mas as ferramentas inteligentes não atuam só na exploração espacial. A agência também as emprega na Terra, em ações de resposta a desastres naturais, como incêndios florestais e furacões, além de aplicá-las no controle do tráfego aéreo.

No geral, as soluções de IA trazem diversos benefícios à NASA, com destaque para o aumento da eficiência da força de trabalho e a economia de recursos. Elas ainda ajudam a tornar a tomada de decisão mais ágil e simples.

Exemplos de uso de IA pela NASA

A tecnologia tem apoiado o trabalho da agência espacial de várias formas. Veja alguns casos práticos do uso de inteligência artificial na NASA:

Direção autônoma em Marte

O atraso nas comunicações, provocado pela grande distância, pode ser perigoso para robôs em Marte. Para minimizar riscos, o rover Perseverance utiliza IA para analisar imagens do terreno capturadas por suas câmeras e, na maior parte do tempo, escolher o trajeto mais seguro.

Aplicação semelhante ocorreu no helicóptero Ingenuity, que realizou o primeiro voo motorizado em outro planeta. Sem comando em tempo real da Terra, o pequeno veículo recorreu à IA para voar com segurança.

Caça a exoplanetas

A descoberta de corpos celestes também é fruto da parceria entre NASA e IA. Ao analisar dados do telescópio Kepler, a ferramenta ExoMiner identificou 301 novos planetas fora do Sistema Solar com potencial de habitabilidade. Integrada ao supercomputador Pleiades, a rede neural separa exoplanetas de falsos positivos.

Essa solução baseada em deep learning reconhece padrões em grandes volumes de informação, filtrando ruídos que dificultam a análise humana. No trabalho, ela processou dados coletados até 15 anos atrás, que haviam sido revisados por especialistas sem sucesso na identificação.

Monitorando o Sol

Em parceria com a IBM, a agência desenvolveu um modelo inovador de IA para heliofísica que fornece insights sobre a superfície dinâmica do Sol. Ao interpretar imagens solares, a ferramenta prevê como a atividade solar impacta a Terra e a tecnologia espacial.

Funcionando como uma espécie de “previsão do tempo para o espaço”, esse serviço ajuda a proteger ativos importantes contra os efeitos de tempestades solares. Esses eventos podem danificar satélites, espaçonaves, equipamentos de navegação, sistemas de aviação e colocar astronautas em risco.

Planejamento de missões

As missões da NASA são organizadas com o auxílio de soluções inteligentes como o Ambiente Automatizado de Planejamento e Programação (ASPEN). Esse software com IA melhora a eficiência das viagens ao monitorar o estado das naves, prever falhas e automatizar reparos.

O Sistema de Avaliação Autônoma de Sala de Espera (AWARE) é outro exemplo, ajudando a gerenciar atrasos operacionais, otimizar o agendamento de missões e alocar recursos. Já o software de Planejamento e Agendamento de Cobertura (CLASP) assegura que as atividades previstas no cronograma sejam executadas, como nas missões lunares.

Controle de voos

Soluções de IA também são usadas nos sistemas de controle de tráfego aeroespacial e aéreo da NASA, aumentando a eficiência e reduzindo custos. Entre elas está o NextGen, que apoia a tomada de decisões operacionais.

Prevenção de desastres e cibersegurança

Além do aprendizado de máquina aplicado ao espaço, a agência destina recursos avançados para melhorar a vida na Terra. Um destaque é o modelo de IA que analisa padrões climáticos e prevê eventos extremos, como enchentes, incêndios florestais e erupções vulcânicas.

As tecnologias da NASA com IA abrangem também operações de cibersegurança para proteger informações sobre robôs espaciais e outras inovações. Com algoritmos especializados, a agência fortalece a segurança de seus sistemas e reduz os impactos de ataques maliciosos.

O futuro da inteligência artificial nas missões da NASA

Os usos de IA nas missões da NASA tendem a crescer nos próximos anos. A agência pretende aproveitar a capacidade cada vez maior dessas tecnologias para alcançar descobertas transformadoras, tendo criado um departamento dedicado e nomeado seu primeiro chefe de IA em 2024.

Comando pelo especialista em dados David Salvagnini, o setor é responsável pela integração mais profunda de recursos inteligentes nas missões. O trabalho inclui desenvolver soluções para situações complexas e em tempo real em viagens tripuladas de longa duração.

O que vem por aí

Entre os projetos em desenvolvimento, destacam-se as IAs para emergências médicas a bordo. Esses sistemas vão atuar em casos de urgência durante períodos sem comunicação, diagnosticando condições e sugerindo tratamentos enquanto a tripulação estiver isolada da Terra.

A IA também aprimora sistemas autônomos capazes de assumir o controle de espaçonaves em missões longas, em situações específicas. Além disso, a agência busca empregá-la na melhoria de trajes espaciais, em detectores avançados de detritos e em respostas a perigos inesperados no espaço.

Ao mesmo tempo, a NASA enfrenta desafios para implementar recursos avançados em missões ao espaço profundo, como a exposição a ambientes extremos e à radiação, que podem comprometer eletrônicos, e a indisponibilidade da computação em nuvem para processar grandes volumes de dados.

Uso responsável da tecnologia

A iniciativa “NASA 2040 AI Track”, que trata da integração da IA na exploração espacial, também enfatiza o uso responsável dessas ferramentas. Segundo Salvagnini, a adoção da tecnologia gera apreensão e, por isso, a agência estabeleceu diretrizes para utilizar esses recursos sem excessos.

“A IA pode tornar nosso trabalho mais eficiente. Mas isso só acontece se lidarmos com essas novas ferramentas da maneira correta, com os pilares que nos definem desde o começo: segurança, transparência e confiabilidade”, disse o então administrador da NASA, Bill Nelson, ao lançar o projeto.

Para reforçar a segurança, a agência declarou que as decisões finais serão sempre humanas, mesmo quando a tecnologia participar do processo. “A IA não é responsável pelo resultado. A pessoa é, o humano é”, enfatizou Salvagnini.

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