Навигация и позиционирование на Луне, Марсе и других планетах: какие проблемы пришлось решить ученым?

Спутниковые системы определения места нахождения человека и указания маршрута движения к желанному пункту назначения, связанные с носимыми девайсами со встроенными GPS-модулями, не дадут заблудиться даже в самых «диких» местах планеты. Но каким образом люди, прилетевшие на постоянное место жительства, например, на Луну, смогут найти дорогу к своим жилищам, если они вдруг потеряли из поля зрения поселок?


Вокруг пустынный пейзаж с абсолютным отсутствием каких-либо «природных меток», которые можно было бы использовать как ориентиры для поиска обратного пути. Разве что лунные колонисты будут, удаляясь от базы, расставлять через определенные расстояния «маячки» (а много ли их возьмешь с собой в дорогу?). Но даже строжайшее выполнение этого правила далеко не всегда спасет заблудившихся в «лунной ночи». Создание же на околунных орбитах спутниковой группировки, аналогичной GPS, не может быть оправдано никакими будущими достижениями следующих поколений «космических переселенцев».

Много лет ученые разрабатывали и изучали различные варианты решения проблемы ориентации человека на неизведанных территориях далеких планет, но так его и не нашли, пока информационно-компьютерные технологии не стали осваивать область так называемого «искусственного интеллекта» (ИИ). Одно из важнейших преимуществ ИИ над разумом человека состоит в его способности хранить в памяти невообразимо большое количество фрагментов (файлов) различных видов информации, которое человек попросту «не соберет и не удержит в голове», а также находить в этом «циклопическом» объеме связи, невидимые мозгу. И вот эту способность ИИ использовали инженеры Frontier Development Lab (подразделение NASA) и Artificial Intelligence Products Group (подразделения Intel), разрабатывающие технологию «планетарной навигационной системы», основанную на использовании огромного массива фотоснимков лунных ландшафтов, сделанных космическими аппаратами и экспедициями американских астронавтов.

Для создания «лунного» навигационного сервиса специалисты по искусственному интеллекту NASA и Intel первым делом построили нейронную сеть, поддерживающую технологию машинного обучения. В эту сеть «вложили» 2,4 млн фотоснимков лунной поверхности, которые сеть объединила в глобальный «фотоландшафт виртуальной Луны». И теперь «лунный странник», предъявляя созданной математической модели фотоснимок окружающего его ландшафта, получит от навигационного сервиса рекомендации по маршруту передвижению к желаемому объекту.

Эксперименты по использованию сервиса лунной навигации показали его достаточную для практического применения точность определения координат места нахождения на Луне и прокладки маршрутов к намеченным пунктам. И теперь группа исследователей NASA и Intel собирается заняться созданием аналогичного сервиса навигации по Марсу. Для этого, по словам изобретателей, в распоряжении у NASA есть достаточное количество фотоснимков марсианских ландшафтов.