Die Erforschung des Weltraums ist eines der anspruchsvollsten und aufregendsten Unterfangen der Menschheit. Dies erfordert eine Kombination aus wissenschaftlichem Wissen, technologischer Innovation und menschlichem Mut. Allerdings birgt die Entsendung von Menschen und Raumfahrzeugen in weite und unbekannte Regionen des Universums viele Einschränkungen und Risiken. Deshalb ist künstliche Intelligenz (KI) von entscheidender Bedeutung für die Entdeckung neuer Welten und die Erweiterung unseres Horizonts.
Künstliche Intelligenz ist ein Zweig der Informatik, der darauf abzielt, Maschinen und Systeme zu schaffen, die in der Lage sind, Aufgaben auszuführen, die typischerweise menschliche Intelligenz erfordern, wie etwa logisches Denken, Lernen, Entscheidungsfindung und Problemlösung. Künstliche Intelligenz kann uns dabei helfen, einige Herausforderungen zu meistern und mehr Möglichkeiten für die Erforschung des Weltraums zu bieten. Im Folgenden sind sieben erstaunliche Anwendungen künstlicher Intelligenz in der Weltraumforschung aufgeführt:
Künstliche Intelligenz kann Astronauten bei der Erledigung verschiedener Aufgaben auf einem Raumschiff oder einer Raumstation unterstützen, einschließlich Überwachungssystemen, Steuerung von Geräten, Durchführung von Experimenten oder Bereitstellung von Begleitung. CIMON ist beispielsweise ein Assistent für künstliche Intelligenz, der über Sprach- und Gesichtserkennung mit Astronauten auf der Internationalen Raumstation interagieren kann. CIMON kann Astronauten dabei helfen, Abläufe zu bewältigen, Fragen zu beantworten oder Musik abzuspielen. Ein weiteres Beispiel ist Robonaut, ein humanoider Roboter, der in der Lage ist, Astronauten bei gefährlichen oder routinemäßigen Aufgaben zu unterstützen
Durch die Verwendung früherer Missionen und Simulationsdaten kann künstliche Intelligenz bei der Gestaltung und Planung des Weltraums effektiver sein Missionen. KI kann auch Missionsparameter wie Startdatum, Umlaufbahn, Nutzlast und Budget optimieren. Beispielsweise hat die ESA ein künstliches Intelligenzsystem namens MELIES entwickelt, das Missionsanalytikern dabei helfen kann, interplanetare Flugbahnen mithilfe genetischer Algorithmen zu entwerfen. Dies ist besonders bei Weltraummissionen von Vorteil, bei denen es zu erheblichen Kommunikationsverzögerungen kommen kann. Künstliche Intelligenz kann Raumschiffe dabei unterstützen, zu navigieren, Hindernissen auszuweichen, sich an veränderte Umgebungen anzupassen oder auf Notfälle zu reagieren. Beispielsweise verwendet der Marsrover Perseverance der NASA aus dem Jahr 2020 ein künstliches Intelligenzsystem namens Terrain Relative Navigation, das Bilder der Marsoberfläche analysieren und die Landeposition entsprechend anpassen kann.
Künstliche Intelligenz kann bei der Analyse der riesigen Datenmengen helfen von Weltraummissionen gesammelt, einschließlich Bildern, Signalen, Spektren und Telemetrie. KI kann diese Daten schneller und genauer verarbeiten als Menschen und Muster oder Anomalien erkennen, die Menschen möglicherweise übersehen. Das Kepler-Weltraumteleskop der NASA nutzt beispielsweise ein auf neuronalen Netzen basierendes künstliches Intelligenzsystem, um durch die Erkennung von Transitsignalen neue Exoplaneten zu entdecken zwischen Raumfahrzeugen. Es optimiert die Bandbreite, Frequenz, Leistung und Modulation der Kommunikation. Darüber hinaus kann KI Fehler oder Störungen erkennen und beheben und so die Sicherheit und Zuverlässigkeit von Kommunikationsverbindungen erhöhen. Beispielsweise nutzt das Deep Space Network der NASA ein künstliches Intelligenzsystem namens „Deep Space Network“, das den Status und die Verfügbarkeit von Kommunikationsantennen überwachen und vorhersagen kann zu verlassenen oder weggeworfenen Objekten in der Erdumlaufbahn führen und eine Gefahr für operierende Raumfahrzeuge darstellen. Künstliche Intelligenz kann Radar- oder optische Daten nutzen, um Weltraumschrott zu verfolgen und zu katalogisieren. Darüber hinaus könnte KI dabei helfen, Roboterarme oder -netzwerke zu entwerfen und zu steuern, um Weltraumschrott zu entfernen oder aus der Umlaufbahn zu entfernen. Beispielsweise plant die Deorbit-Mission der Europäischen Weltraumorganisation den Einsatz eines künstlichen Intelligenzsystems, das verlassene Satelliten autonom erfassen kann. Es kann bei der Identifizierung bewohnbarer Planeten oder Monde helfen, indem es ihre physikalischen und chemischen Eigenschaften analysiert. Mithilfe von Spektroskopie- oder Mikroskopietechniken könnte KI auch dabei helfen, mögliche Lebensformen zu erkennen. Beispielsweise plant die Dragonfly-Mission der NASA, Systeme künstlicher Intelligenz zu nutzen, um einen drohnenähnlichen Drehflügler auf dem Saturnmond Titan zu fliegen, Proben zu sammeln und nach Anzeichen präbiotischer Chemie zu suchen
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