NASA i Google testują robota zasilanego sztuczną inteligencją do misji kosmicznych
NASA i Google opracowują system robotyczny z AI, który ma wspierać astronautów w misjach kosmicznych, automatyzując rutynowe zadania i procedury medyczne.
NASA i Google Public Sector rozwijają system robotyczny zasilany sztuczną inteligencją, zaprojektowany do wspierania astronautów podczas przyszłych misji na Księżyc i Marsa. Technologia łączy autonomiczną nawigację, sztuczną inteligencję oraz kompaktowy sprzęt komputerowy, aby wspomagać w rutynowych zadaniach oraz potencjalnych procedurach medycznych. Współpraca opiera się na wcześniejszych badaniach dotyczących wsparcia decyzji klinicznych dla astronautów, którzy działają daleko od Ziemi, gdzie opóźnienia w komunikacji utrudniają natychmiastową pomoc medyczną.
W miarę jak NASA przygotowuje się do coraz bardziej skomplikowanych misji w ramach programu Artemis, zapewnienie bezpieczeństwa astronautów oraz zmniejszenie zależności od wsparcia z Ziemi staje się priorytetem. Przyszłe misje na Marsa mogą doświadczać opóźnień w komunikacji wynoszących do 44 minut, co czyni konsultacje medyczne w czasie rzeczywistym z ekspertami na Ziemi niepraktycznymi.
Google Public Sector wcześniej opracowało cyfrowego asystenta medycznego (CMO-DA), eksperymentalny system wsparcia decyzji klinicznych, mający na celu dostarczanie astronautom wskazówek medycznych w izolowanych środowiskach. Najnowsza współpraca rozszerza te badania na robotykę fizyczną.
Wsparcie robotyczne dla astronautów
Projekt obejmuje program badań nad ludźmi NASA, zespół robotyki Johnson Space Center, Jet Propulsion Laboratory (JPL) oraz Google Public Sector. System robotyczny ma wykonywać różne zadania logistyczne na pokładzie statków kosmicznych oraz potencjalnie w przyszłych obiektach na Księżycu, takie jak przenoszenie sprzętu, organizowanie narzędzi i obsługa zapasów.
Dzięki automatyzacji rutynowych czynności, badacze mają nadzieję na zmniejszenie obciążenia astronautów i umożliwienie załogom poświęcenia większej ilości czasu na działalność naukową. System mógłby również wspierać procedury medyczne. Na przykład, jeśli astronauta doświadczy silnego bólu pleców, mogącego wskazywać na kamienie nerkowe, robot mógłby przynieść i przygotować sprzęt ultrasonograficzny.
Oficer medyczny załogi pozostanie odpowiedzialny za interpretację obrazów, ocenę stanu pacjenta i podejmowanie decyzji dotyczących leczenia. Badacze podkreślają, że technologia ma na celu zapewnienie fizycznej pomocy, a nie zastąpienie profesjonalistów medycznych czy autonomicznego podejmowania decyzji klinicznych.
Modele AI kontrolują ruchy fizyczne
Rozwój robotów zdolnych do bezpiecznego działania w statkach kosmicznych stawia przed badaczami szczególne wyzwania. W przeciwieństwie do robotów przemysłowych pracujących w kontrolowanych środowiskach, roboty kosmiczne muszą poruszać się w ciasnych przestrzeniach dzielonych z astronautami i dostosowywać do zmieniającego się otoczenia.
JPL dostosowuje technologie pierwotnie opracowane do monitorowania obiektów na orbicie, aby pomóc systemowi zrozumieć swoje trójwymiarowe otoczenie. Badacze wykorzystali również symulator fizyki MuJoCo od Google DeepMind do szkolenia i oceny ruchów robotów w wirtualnym środowisku przed testowaniem ich na fizycznym sprzęcie. Podczas początkowej demonstracji koncepcji w Johnson Space Center NASA robot został poproszony o zlokalizowanie i przeniesienie torby medycznej.
Eksperyment wykorzystał model wizji-języka-działania Pi0, opracowany przez Physical Intelligence, wraz z konfiguracją kamery zaprojektowaną w celu poprawy świadomości przestrzennej. Według Google, system osiągnął początkowy wskaźnik sukcesu wynoszący 85 procent w tych testach laboratoryjnych. Chociaż wyniki pokazują wykonalność podejścia, nie potwierdzają, że robot jest gotowy do wdrożenia podczas misji kosmicznych. Wymagana jest dalsza edukacja, testowanie i walidacja bezpieczeństwa.
Modele wizji-języka-działania łączą instrukcje językowe z działaniami fizycznymi. To mogłoby w przyszłości umożliwić astronautom kierowanie robotami za pomocą zwykłych poleceń mówionych lub pisemnych, zamiast specjalistycznych interfejsów programistycznych.
Obliczenia bez polegania na Ziemi
Kolejnym wyzwaniem jest infrastruktura obliczeniowa potrzebna do działania zaawansowanych systemów AI. Statki kosmiczne nie mogą polegać na ciągłych połączeniach z ziemskimi centrami danych, szczególnie podczas misji na Marsa. Modele AI muszą zatem działać lokalnie przy ograniczonych zasobach energetycznych i obliczeniowych.
Google wykorzystało swoją infrastrukturę Cloud G4 do szkolenia i dostosowywania modelu Pi0 o czterech miliardach parametrów. Według firmy, proces ten trwał około 2,5 godziny. Badacze następnie wykazali, że dostosowane modele mogą działać na kompaktowych, energooszczędnych urządzeniach obliczeniowych.
W ciągu dwóch lat zespół ocenił około 15 różnych urządzeń, aby zidentyfikować sprzęt odpowiedni do środowisk, w których ograniczone są zużycie energii, waga i dostępna przestrzeń. Długoterminowym celem jest stworzenie robota asystenta, który może reagować na polecenia głosowe i wykonywać zadania pod bezpośrednim nadzorem człowieka.
Potencjalne zastosowania medyczne obejmują przygotowanie sprzętu diagnostycznego, pomoc w podstawowych pomiarach fizjologicznych oraz wspieranie badań ultrasonograficznych. Te możliwości pozostają celami rozwojowymi, a nie udowodnionymi funkcjami klinicznymi.
Medycyna kosmiczna i innowacje w opiece zdrowotnej
Projekt odzwierciedla również szerszy trend w medycynie kosmicznej: rozwijanie kompaktowych, niezawodnych technologii zdrowotnych, które mogą funkcjonować tam, gdzie konwencjonalna infrastruktura medyczna jest niedostępna. Jak wcześniej informowaliśmy w artykule o innowacjach medycznych opracowanych dla astronautów, badania kosmiczne przyczyniły się do rozwoju telemedycyny, zdalnego monitorowania pacjentów i przenośnego sprzętu diagnostycznego.
Przykładem jest Tempus Pro, przenośny system monitorowania i telemedycyny pierwotnie opracowany dla Europejskiej Agencji Kosmicznej. Tego rodzaju technologia znalazła później zastosowanie w takich środowiskach jak samoloty i operacje wojskowe. Badacze badali również robotyczne procedury medyczne na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. W lutym 2024 roku miniaturowy robot chirurgiczny SpaceMIRA przeszedł eksperymentalną demonstrację zdalnego manipulowania instrumentami chirurgicznymi.
W przeciwieństwie do proponowanego asystenta NASA-Google, SpaceMIRA został zaprojektowany w celu zbadania możliwości zdalnie sterowanej chirurgii, a nie ogólnego wsparcia logistycznego i medycznego. Oba podejścia ilustrują wysiłki na rzecz zapewnienia pomocy medycznej w środowiskach, gdzie dostęp do konwencjonalnych placówek zdrowotnych jest znacznie ograniczony.
Potencjalne zastosowania poza przestrzenią kosmiczną
Technologie opracowane dla misji kosmicznych mogą ostatecznie oferować możliwości dla opieki zdrowotnej na Ziemi, szczególnie w odległych lokalizacjach, w odpowiedzi na katastrofy i w innych warunkach z ograniczonymi zasobami medycznymi. Kompaktowy sprzęt diagnostyczny, lokalnie działająca AI i robotyczna pomoc mogą wspierać profesjonalistów medycznych tam, gdzie dostęp do specjalistycznej wiedzy lub infrastruktury jest trudny.
Jednak system NASA-Google pozostaje technologią w wczesnym etapie demonstracji. Jego przydatność do rzeczywistych procedur medycznych, autonomicznego działania i wdrożenia w przestrzeni kosmicznej nie została jeszcze ustalona. Kolejne etapy rozwoju będą koncentrować się na poprawie niezawodności, udoskonaleniu ruchów robotów i rozszerzeniu zakresu zadań, które system może wykonywać.
Na razie badania pokazują, jak AI i robotyka mogą pomóc astronautom w zarządzaniu praktycznymi i medycznymi wyzwaniami podczas coraz bardziej odległych misji, zachowując jednocześnie kontrolę kliniczną w rękach ludzi.
Źródło: https://www.icthealth.org/news/nasa-and-google-test-ai-powered-robot-for-space-missions
Źródło: www.icthealth.org