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人工知能・AIブログ

2020年5月20日

AI(人工知能)事例集 vol.185 宇宙でのAIの活用―太陽系外惑星を研究するNASAと、人工衛星を支援するESA

宇宙を探索し、研究するための幅広い取り組みにAIが採用されています。NASAによる太陽系外惑星の研究、ESAによる人工衛星の支援、宇宙飛行士のための共感アシスタントの開発、スペースデブリを追跡する取り組みなどです。

NASAとESAでのAIの活用事例

NASAの科学者たちは、インテル、IBM、グーグルなどの企業のAI専門家と提携し、高度なコンピュータアルゴリズムを宇宙科学研究に応用しています。

「機械学習は、ビッグデータセットや太陽系外惑星の分野では非常に重要です。」と、NASAのゴダード宇宙飛行センターの宇宙生物学者であるジアダ・アーニー氏は述べています。「将来の観測で得られるデータは、まばらでノイズが多く、研究が難しいため、これらのツールを使用することは有効といえます。」

またESA(欧州宇宙機関)では、大型衛星コンステレーションの相対位置、通信、終末管理を含む衛星運用をサポートするためにAIの活用を研究しています。

ある研究では、地球と通信しなくても航行やテレメトリ解析、独自のソフトウェアのアップグレードが可能な自律的な宇宙船を支援するためにAIを利用することを検討しているといいます。

別の研究では、複雑な衛星コンステレーションの管理をAIがサポートすることで、地上運用者の作業負荷を軽減することに焦点を当てています。

宇宙飛行士に共感するAIアシスタント

長距離を長時間移動する宇宙飛行士のための、AIを搭載した感情支援ロボットからの支援も期待できます。科学者たちは、人間の感情を感知し、共感を持って反応することができるAIアシスタントの作成に取り組んでいるといいます。

ロボットが乗組員のニーズを予測することで、乗組員の精神衛生が危機に瀕している場合に手助けすることができます。共感力を持つAIアシスタントが火星への深宇宙ミッションの宇宙飛行士に役立つかもしれないのです。

国際宇宙ステーションの宇宙飛行士は、対話ができるCIMONと呼ばれる知能ロボットを持っていますが、感情的な知性には欠けています。NASAのCTOであるトム・ソダーストローム氏は、同組織のジェット推進研究所のチームで、宇宙船の飛行を助けるだけでなく、クルーの健康状態や幸福度を追跡できる、より洗練された感情支援コンパニオンの開発に取り組んでいると述べています。

宇宙ゴミの追跡に役立つAI

宇宙では、スペースデブリが重大な問題になっています。

アナリティクス・インディア誌によると、科学者たちは、スペースデブリの測定と追跡に採用されたレーザーをAIで増強し始めているといいます。

レーザー測距技術は、予測精度が低く、物体のサイズが小さく、デブリの表面に反射プリズムがないため、破片の正確な位置を特定することが困難であるという課題がありました。科学者たちは、特定のハードウェア機器を強化することで、レーザー測距システムの望遠鏡のポインティングエラーを修正する方法を使い始めました。最近では、補正モデルを強化するためにAIディープラーニング技術が採用され始めているといいます。

また、中国の測量地図学院と遼寧技術大学フーシン校の研究者たちは、宇宙ゴミの識別精度の向上に取り組んできました。遺伝的アルゴリズムとLevenberg-Marquardtアルゴリズムによって最適化されたバックプロパゲーション・ニューラルネットワークモデルを用いて、デブリの位置をピンポイントで特定しました。その結果、デブリの位置を正確に特定できる確率が3倍から9倍と高くなったといいます。

【考察】宇宙科学の分野で活躍するAIの存在

宇宙科学の研究においては、常に最先端の技術が使用されています。

研究支援にとどまらず、宇宙飛行士をサポートするAIロボットの活用など、様々な活躍の場が期待されるAIは、これからの宇宙科学において、欠かせない存在となるかもしれません。

参考:https://www.aitrends.com/ai-and-space-exploration/ai-in-space-nasa-studying-exoplanets-esa-supporting-satellites/

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