استارتاپ AstroForge هدایت فضاپیمای بعدی خود را به هوش مصنوعی می‌سپارد

پرواز به سوی یک سیارک، فرود روی آن و انجام ماموریت بدون هیچ خطایی؛ کاش همه‌چیز به همین سادگی بود.

هنگامی که NASA فضاپیماهایی را برای کاوش در منظومه شمسی می‌فرستد، از سیستم‌های خودکار و پشتیبان متعددی استفاده می‌کند. با این حال، بخش عمده‌ای از کار توسط تیم‌های کنترل پرواز انجام می‌شود که از زمین با وسیله نقلیه ارتباط برقرار می‌کنند. به عنوان مثال، ماموریت OSIRIS-REx که در سال ۲۰۱۸ با یک سیارک ملاقات کرد، در هر شیفت هشت‌ساعته ۱۰۰ اپراتور داشت.

اما چنین منابعی برای استارتاپ‌ها در دسترس نیستند؛ به همین دلیل، AstroForge که در حال توسعه فناوری‌هایی برای استخراج معادن سیارک‌هاست، به هوش مصنوعی روی آورده است. این شرکت یک پشته کنترلی خودمختار برای فضاپیمای خود با نام Solo توسعه داده که یک مدل مبتنی بر ترانسفورمر اختصاصی است.

شرکت AstroForge قصد دارد اولین فضاپیمای کاملاً خودمختار خود را در سال ۲۰۲۷ با استفاده از نخستین موشک پرتاب‌شده توسط Stoke Space به فضا بفرستد. این ماموریت تحت حمایت NASA خواهد بود و انتظار می‌رود داده‌های علمی مهمی درباره خورشید جمع‌آوری کند.

این یک دستاورد بزرگ محسوب می‌شود، زیرا تاکنون بیشتر سیستم‌های خودمختار فضایی به دلیل نگرانی از غیرقابل‌اعتماد بودن شبکه‌های عصبی، به الگوریتم‌های کنترلی سنتی وابسته بوده‌اند. اولین استفاده از شبکه‌های عصبی برای کنترل موقعیت یک ماهواره در مدار، تازه در سال گذشته انجام شد.

استارتاپ AstroForge که در سال ۲۰۲۲ تاسیس شده و ۵۶ میلیون دلار سرمایه خطرپذیر جذب کرده است، تاکنون دو نمونه اولیه فضاپیما به فضا پرتاب کرده که هر دو دچار ناهنجاری‌هایی شدند و نتوانستند بیشتر اهداف ماموریت خود را محقق کنند. در سال ۲۰۲۵، فضاپیمای Odin این شرکت به اعماق فضا پرتاب شد، اما شرکت در برقراری ارتباط با آن با مشکل مواجه شد. در زمین تعداد محدودی آنتن وجود دارد که به اندازه کافی بزرگ باشند تا بتوانند با فضاپیماهایی در فاصله صدها هزار مایلی ارتباط برقرار کنند و پنجره‌های زمانی مناسب برای این کار نیز بسیار کوتاه است.

در نهایت، AstroForge نتوانست کنترل Odin را به دست بگیرد، اما این تجربه باعث شد تا جایگزین‌های دیگری را بررسی کند: آیا می‌توان هوش کافی را در خود فضاپیما قرار داد تا بتواند مشکلاتش را به تنهایی حل کند؟

متیو گیالیچ (Matthew Gialich)، هم‌بنیان‌گذار و مدیرعامل AstroForge، در این باره توضیح می‌دهد: «آیا در صورت وجود تمام داده‌ها در فضاپیما، امکان بازیابی آن وجود داشت؟ نمی‌دانم، اما می‌توانم بگویم هیچ سیستمی در خود فضاپیما برای حل مشکل تلاش نکرد و من دوست دارم در صورت غیرقابل‌بازیابی بودن فضاپیما هنگام پرتاب، حداقل سیستمی در داخل آن برای رفع مشکل اقدام کند.»

وی می‌افزاید: «دوراهی من این است: آیا باید یک شبکه زمینی اختصاصی بسازم که حدود ۲۰۰ میلیون دلار برای نصب پنج دیش در سراسر جهان و مدیریت آن‌ها هزینه دارد، یا سعی کنم این نیاز را با یک مدل هوش مصنوعی برطرف کنم؟»

آرماند عواد (Armand Awad)، مدیر نرم‌افزار پرواز AstroForge، می‌گوید که این شرکت تصمیم گرفته است از پیشرفت‌های مدل‌های ترانسفورمر توسعه‌یافته توسط آزمایشگاه‌های پیشرو بهره ببرد. این شرکت پشته‌ای ایجاد کرده است که شامل الگوریتم‌های کنترلی سنتی، مدل‌های آموزش‌دیده روی داده‌های آزمایشی برای زیرسیستم‌های خاص مانند تولید توان یا ناوبری، و یک لایه هوش جامع است که بر روی حدود ۲۵۰۰ حسگر موجود در فضاپیما آموزش دیده است.

گیالیچ تاکید می‌کند: «من ادعا نمی‌کنم که قصد دارم خودمختاری عمومی برای فضاپیماها یا خودمختاری کامل برای جهان ایجاد کنم. من در حال ساخت یک خودمختاری محدود با ورودی حسگر بسیار پایین هستم که از آموزش‌های پایه یک مدل ترانسفورمر پیروی می‌کند.»

در تئوری، ایجنت کنترلی فضاپیما وظایفی مانند رفع ناهنجاری‌ها را انجام خواهد داد. عواد پیش‌بینی می‌کند که این سیستم بتواند تشخیص دهد که موقعیت خود را در فضا گم کرده است، یک ناهنجاری در تامین انرژی را به مشکلات ردیاب ستاره‌ای خود مرتبط کند و کل سیستم را تعمیر کند؛ که در این مورد احتمالاً شامل خاموش و روشن کردن آن خواهد بود.

سومین وسیله نقلیه این شرکت، DeepSpace-2، قرار است در اواخر سال ۲۰۲۶ در کنار سومین ماموریت ماه Intuitive Machines به فضا پرتاب شود. مدل Solo در این وسیله نقلیه حضور خواهد داشت و در حالت سایه (shadow mode) پرواز خواهد کرد تا مهندسان AstroForge بتوانند پیش از ماموریت Autonomy-1، آن را به دقت آزمایش کنند.

اما آیا این واقعاً یک ایجنت هوش مصنوعی خواهد بود که یک فضاپیمای مستقل را هدایت می‌کند؟

گیالیچ در این باره می‌گوید: «من قصد ندارم در ماموریت Autonomy-1 از رادیوهایی استفاده کنم که قابلیت دریافت فرمان از زمین را داشته باشند. ما اکنون باید تمام تمرکز خود را روی این سیستم بگذاریم. احتمالاً تیم مهندسی تا زمان پرواز، مرا متقاعد به استفاده از رادیو خواهد کرد، اما در حال حاضر پاسخ من به آن‌ها این است: هیچ رادیویی در کار نخواهد بود.»