Naukowcy z NASA nagrodzeni za innowacyjny lidar z AI
Zespół badaczy z NASA, w składzie Guan Yang, Jeff Chen oraz ich współpracownicy, otrzymał prestiżową nagrodę „Innowator Roku 2024” podczas ceremonii w Centrum Lotów Kosmicznych Goddard w Greenbelt, Maryland. Nagroda została przyznana za ich przełomową pracę nad systemem lidarowym wykorzystującym sztuczną inteligencję i inne nowoczesne technologie.
Czym jest lidar?
Lidar to technologia, która działa na podobnej zasadzie co sonar, lecz wykorzystuje światło lasera do mapowania i pomiarów przestrzennych. Choć lidar od dawna znajduje zastosowanie w badaniach kosmicznych, system opracowany przez zespół Yang’a i Chen’a — o nazwie CASALS (Concurrent Artificially-intelligent Spectrometry and Adaptive Lidar System) — wznosi tę technologię na zupełnie nowy poziom. CASALS potrafi generować dane o znacznie wyższej rozdzielczości, zajmując przy tym mniej miejsca, co przekłada się na znacznie większą efektywność niż dotychczasowe modele lidarów.
Przełom technologiczny w CASALS
Największa innowacja w CASALS jest wynikiem połączenia kilku zaawansowanych technologii. Obejmuje to wyjątkowo wydajne projektowanie laserów i odbiorników, niemechaniczne sterowanie wiązką opartą na długości fal, obrazowanie multispektralne oraz, co najważniejsze, wykorzystanie sztucznej inteligencji. Dzięki temu system CASALS jest w stanie podejmować autonomiczne decyzje w przestrzeni kosmicznej, a nie polegać jedynie na instrukcjach przesyłanych z Ziemi.
Inżynier Jeffrey Chen wyjaśnił, dlaczego CASALS jest tak przełomowy: „Obecne lidary 3D nie są w stanie uzyskać rozdzielczości na poziomie 2 cali, co jest niezbędne dla precyzyjnych technologii nawigacyjnych i kontrolnych. Jest to kluczowe, aby zapewnić bezpieczne lądowania, które są niezbędne dla przyszłych robotycznych i załogowych misji eksploracyjnych.” Obecnie, aby osiągnąć taki poziom precyzji, wymagane są oddzielne lidary do wykrywania zagrożeń w 3D oraz dopplerowskie lidary nawigacyjne. CASALS eliminuje tę konieczność, stanowiąc kompleksowe rozwiązanie obu tych funkcji.
Zastosowania CASALS na Ziemi i w kosmosie
Lidar CASALS został zaprojektowany z myślą o badaniach Ziemi, takich jak monitorowanie topografii lądów i lodowców, analizowanie zmian linii brzegowych oraz inne badania z zakresu nauk o Ziemi. Jednak zespół z NASA już teraz pracuje nad jego zastosowaniami w szerszym kontekście eksploracji Układu Słonecznego, w tym w nawigacji kosmicznej i szczegółowym mapowaniu Księżyca w ramach kampanii Artemis, której celem jest ponowne wysłanie astronautów na Srebrny Glob.
Technologia CASALS ma również potencjał do mapowania skalistych planet, takich jak Wenus czy Mars, co może otworzyć nowe możliwości w badaniach tych tajemniczych światów.
Wsparcie partnerów zewnętrznych
NASA, rozwijając CASALS, skorzystała z innowacyjnych rozwiązań dostarczonych przez firmy zewnętrzne, takie jak Axsun Technologies, Freedom Photonics i Left Hand. Te małe przedsiębiorstwa wniosły kluczowe technologie związane z laserami i optyką, które pozwoliły urzeczywistnić ten niezwykły projekt.
Nagroda dla innowatorów
Nagroda „Innowator Roku” przyznawana jest przez Biuro Głównego Technologa NASA w ramach programu Internal Research and Development (IRAD). Wyróżnia najbardziej przełomowe osiągnięcia technologiczne realizowane przez zespoły badawcze. Zespół odpowiedzialny za CASALS odebrał swoją nagrodę podczas sesji plakatowej poświęconej nowym technologiom, która odbyła się 6 listopada 2024 roku w Centrum Goddard.
Opracowanie i wdrożenie CASALS to dowód na to, jak daleko sięga ludzka kreatywność i jak współczesne innowacje technologiczne mogą zmieniać nie tylko Ziemię, ale także przyszłość eksploracji całego kosmosu.
