ESA'nın yapay zekâsı Ay kraterlerini oyuncuların işaretleriyle öğrendi; Argonaut'a vinç geliyor

Avrupa Uzay Ajansı (ESA), Ay yüzeyindeki küçük kraterleri otomatik olarak bulan bir yapay zekâ modelinin ilk sonuçlarını paylaştı. ESA'nın 23 Ekim'de yayımladığı görselde, Ay'ın 44,12° kuzey enlemi ve 307,80° doğu boylamı yakınındaki yaklaşık 1,25 x 1,27 kilometrelik bir bölgede model, çapları yaklaşık 6 ile 180 metre arasında değişen 3192 olası krater işaretledi. Modeli eğiten verinin kaynağı ise ilginç: ESA'nın IMPACT adlı bilgisayar oyununun oyuncuları.

Kraterler neden sorun?

Ay yüzeyi milyonlarca kraterle kaplı ve bunlar inişler için ciddi bir tehlike. Bir iniş aracının ayaklarından biri küçük bir kraterin kenarına ya da içine denk gelirse araç devrilebilir. Güvenli iniş bölgesi seçmek için en büyüklerden en küçüklere kadar kraterlerin haritasını çıkarmak gerekiyor.

Ham veri bol: NASA'nın Ay Keşif Yörünge Aracı (LRO) 2009'dan bu yana Ay'ı tarıyor ve milyonlarca görüntü üretti. Sorun bu görüntüleri incelemek. ESA'ya göre kraterleri insanların tek tek işaretlemesi çok uzun sürer. ESA'nın keşif blogunda daha önce yayımlanan bir yazıya göre klasik algoritmalar da kraterlerin beşte birine kadarını gözden kaçırabiliyor.

Oyuncular haritacı oldu

Yapay zekânın kraterleri tanıyabilmesi için önce güvenilir, etiketlenmiş örneklerle eğitilmesi gerekiyor. ESA'nın belirttiğine göre küçük Ay kraterleri için kamuya açık, yüksek kaliteli bir veri tabanı yok. Bu boşluğu IMPACT dolduruyor.

IMPACT, oyuncuların kendi Ay üssünü kurup yönettiği bir kaynak yönetimi ve şehir kurma oyunu. Oyuncular kaynak toplamak için bir mini oyunda gerçek uydu görüntüleri üzerinde kraterleri işaretliyor. Oyun, ESA araştırmacısı Marius Schwinning ile Darmstadt Uygulamalı Bilimler Üniversitesi'nden Prof. Stephan Jacob'ın iş birliğiyle geliştirildi; ilk prototipi Jacob'ın öğrencileri hazırladı.

Oyuncuların işaretlediği kraterler, ESA'nın krater bulma modelini eğitmek ve sınamak için kullanıldı. Eğitim veri seti, her biri 512 x 512 piksel boyutunda ve içindeki kraterleri oyuncuların etiketlediği 672 görüntü parçasından oluşuyor. IMPACT verileriyle yapay zekâ tabanlı krater tespiti üzerine doktora yapan Patrick Bauer, ESA'nın açıklamasında oyuncuların her işaretinin Ay'ın haritalanmasına küçük ama önemli bir katkı olduğunu, oyuncuların birlikte modele neye bakması gerektiğini öğretecek veriyi oluşturduğunu söylüyor.

Model henüz kusursuz değil

ESA sonuçları "umut verici" bulsa da modelin hâlâ geliştirildiğini ve tespitlerinin kusursuz olmadığını açıkça belirtiyor. En zor hedef, kenarları zamanla aşınmış eski kraterler. Bu tür kraterler çevresinden pek ayrışmadığı için model onları kolayca kaçırabiliyor. Ekip, ileride sayısal yükseklik modellerinin, yani arazinin üç boyutlu temsillerinin tespiti iyileştirip iyileştiremeyeceğini araştıracak. Görseldeki 3192 kraterin "olası" diye nitelenmesinin nedeni de bu: her işaret doğrulanmış bir krater değil.

Argonaut için Ay vinci

ESA aynı hafta Ay'a iniş hazırlığının başka bir parçasını da tanıttı. 22 Ekim'de yayımlanan görsele göre Romanya'daki araştırma enstitüsü COMOTI ile Initium Space'in birlikte geliştirdiği bir Ay vinci, ilk ölçekli prototip testini tamamladı.

Vincin hedefi ESA'nın Argonaut iniş aracı. ESA'ya göre Argonaut, Ay yüzeyine 1500 kilograma kadar yük taşıyacak: gezici araçlar, bilim aletleri, altyapı parçaları, yiyecek, su ve hava. Bu yüklerin çoğunun iniş aracından birkaç metre uzağa bırakılması gerekiyor. Vinç, 1000 kilograma kadar yükü kaldırıp altı metre öteye yerleştirebilecek şekilde tasarlandı.

Prototip, ESA'nın Hollanda'daki Gezegen Robotiği Laboratuvarı'nda denendi. ESA robotik mühendisi Gunter Just'a göre test modeli Dünya kütleçekiminde 30 kilogram kaldırıyor; bu, Ay'da 180 kilogramın biraz üzerine karşılık geliyor. Ay'ın kütleçekimi Dünya'nınkinin yaklaşık altıda biri olduğundan aynı motor ve kol Ay'da çok daha ağır bir yükü taşıyabiliyor.

Tasarımın başlıca özellikleri şöyle:

• Vinç fırlatmada katlanmış durumda, Ay yüzeyine ulaşınca açılıyor.
• Engebeli arazide dikey kalmasını sağlayan bir dengeleme sistemi var.
• İki eklemli bir kolu ve iki tutucusu bulunuyor: biri yaylı pasif bir mekanizma, diğeri yükü döndürüp hassas biçimde konumlandırabilen bataryalı bir birim.

COMOTI'den Daniel Useriu, ekibin başlangıçtaki beklentileri karşıladığını, bazı alanlarda aştığını söylüyor.

Sırada ne var?

ESA'nın Argonaut sayfasına göre ilk görevin 2030'da yapılması, sonraki görevlerin iki üç yılda bir izlemesi hedefleniyor. Araç dört güçlendiricili Ariane 6 ile fırlatılacak; ana yüklenici İtalya'daki Thales Alenia Space. Krater haritaları iniş yeri seçiminde, vinç ise inişten sonraki ilk işlerde rol oynayacak. İki çalışma da henüz geliştirme aşamasında: krater modelinin aşınmış kraterlerdeki başarısı, vincin ise tam ölçekli bir modelle Ay koşullarına yakın testlerden nasıl geçeceği önümüzdeki dönemin açık soruları. Ay'a inişlerin yüzeye etkisini merak edenler, inişlerin kutuplardaki buza etkisi üzerine yazımıza da bakabilir.