Das Weltall: Unendliche Weiten – und viele Herausforderungen für den Menschen. Zum Beispiel, wenn er auf fremde Planeten navigieren und einen Außenposten errichten will. Die NASA arbeitet mit Intel an KI-Lösungen, die Weltraumpionieren das Leben erleichtern sollen.

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Science-Fiction und Künstliche Intelligenz gehen Hand in Hand. Umso enttäuschter dürfte mancher Science-Fiction-Fan sein, wenn er mitbekommt, wofür aktuelle KIs heutzutage eingesetzt werden: Sie werden Bankberater, schreiben Wikipedia-Artikel oder erstellen Urlaubsfilmchen. Was hat das mit Sci-Fi zu tun?

Doch es gibt Hoffnung für HAL 9000-Fans: In einer Kooperation zwischen Intel und der amerikanischen Weltraumbehörde NASA wird an Möglichkeiten für den Einsatz Künstlicher Intelligenz im Weltall geforscht.

Bei einer Veranstaltung des Frontier Development Labs der NASA wurden insgesamt neun KI-Projekte vorgestellt. Sie beschäftigen sich unter anderem mit den Einflüssen von Sonnenstürmen, Navigation auf fremden Planeten und der Entfernung von Weltraumschrott.

Die vier Themen der Veranstaltung im Überblick: Ressourcen, Exoplaneten, Weltall-Wetter und Astrobiologie. Bild: NASA

Die vier Themen der Veranstaltung im Überblick: Ressourcen, Exoplaneten, Weltall-Wetter und Astrobiologie. Bild: NASA

Navigation via Umgebungsfoto

Auf der Erde können sich Menschen leicht orientieren: Wir benutzen GPS und der eine oder andere vielleicht noch die gute alte Karte.

Auf fremden Planeten braucht es jedoch neue Orientierungstricks: GPS benötigt ein Satellitennetzwerk und eine Karte zu lesen, ist ohne klaren Bezugspunkt und Kompass schwierig bis unmöglich.

Zu allem Überfluss sieht der Sternenhimmel auf einem fremden Planeten anders aus, als wir ihn von der Erde kennen. Wer also auf dem Mond spazieren gehen will, kann sich leicht verlaufen.

Eine Forschergruppe der NASA hat mit einer KI ein virtuelles Oberflächenmodell des Mondes erstellt. Dazu wurde sie mit Aufnahmen der Mondoberfläche trainiert. Anschließend lernte die KI, eine Orbitalansicht aus Umgebungsfotos zu erstellen.

Nach dem Training kann die KI so anhand von Fotos, die ein Astronaut auf dem Mond schießt, seine ungefähre Position bestimmen.

Links zu erkennen: die KI generierte Orbitalansicht. Rechts daneben eine echte Aufnahme von oben. Bild: NASA

Links zu erkennen: die KI generierte Orbitalansicht. Rechts daneben eine echte Aufnahme von oben. Bild: NASA

Die Genauigkeit eines GPS-Gerätes wird zwar nicht erreicht, dafür benötigt die Technologie kein Satellitennetzwerk. Sie ist außerdem für jede Himmelskörperoberfläche einsetzbar und soll als Nächstes für eine Marsmission trainiert werden.

Die KI liefert ihre fünf besten Vorschläge. Das grüne Quadrat entspricht dem Ursprung der linken Aufnahme. Bild: NASA

Die KI liefert ihre fünf besten Vorschläge. Das grüne Quadrat entspricht dem Ursprung der linken Aufnahme. Bild: NASA

Vollautomatischer Bau einer Mondbasis

Eine zweite Forschergruppe beschäftigt sich mit dem autonomen Bau einer Mondbasis. Das Ziel ist ein vollautomatisierter Prozess, an dessen Ende Astronauten eine fertige Basis vorfinden.

Die Umweltbedingungen auf dem Mond machen Roboterarbeit zu einer besseren Alternative im Vergleich zu menschlicher Handarbeit.

Die Arbeit auf dem Mond ist jedoch auch für autonome Roboter problematisch: Sie müssen sich durch unwegsames Gelände vorarbeiten, Ressourcen ansteuern und dynamisch ihre Energie regeln.

Gleichzeitig müssen sie eine Vielzahl von Umweltbedingungen einplanen: dunkle, schattige Orte geben keine Energie, Temperaturschwankungen können empfindliche Geräte zerstören und Strecken können unwegsam werden.

Die Entwicklung einer Infrastruktur im Weltall ist eine große Herausforderung. Schattige Krater und Temperaturschwankungen zwischen 130 °C und -160 °C warten auf die Roboter. Bild: NASA

Die Entwicklung einer Infrastruktur im Weltall ist eine große Herausforderung. Schattige Krater und Temperaturschwankungen zwischen 130 °C und -160 °C warten auf die Roboter. Bild: NASA

Für den vollautomatischen Mondbasenbau wären wohl tausende, unabhängig agierende Maschinen notwendig, die Millionen Entscheidungen treffen.

Mit Künstlicher Intelligenz und Deep Learning sollen diese Kopfnüsse vom Computer selbst geknackt werden, ohne dass der Mensch im Vorfeld jeden einzelnen Arbeitsschritt vorgeben oder gar fernsteuern muss.

Beide Projekte sind für die Mondoberfläche vorgesehen, sollen aber so weiterentwickelt werden, dass sie auf anderen Himmelskörpern funktionieren könnten. Die Forschung befindet sich noch in einem frühen Stadium und dauert an.


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