Вчені навчили ШІ розрізняти скелі та пил на Марсі

Для майбутнього освоєння Марса критично важливо навчитися використовувати місцеві ресурси, проте пошук льоду та придатних майданчиків для будівництва з орбіти ускладнюється низькою якістю знімків.

Джерело: phys.org

Основний прилад для вимірювання температури, THEMIS, працює на зонді Mars Odyssey ще з 2001 року і має роздільну здатність лише 100 метрів на піксель. Дослідники з Університету Кертіна в Австралії розробили алгоритм, який дозволяє значно чіткіше бачити теплові властивості поверхні планети.

У центрі дослідження — фізична властивість, відома як теплова інерція. Вона визначає здатність матеріалу чинити опір зміні температури: дрібний пил швидко охолоджується після заходу сонця, тоді як масивні скелі та великі валуни довго зберігають сонячне тепло. Розуміння цих процесів дозволяє вченим дистанційно визначати розмір зерен ґрунту та наявність твердих порід, що важливо для безпечної посадки роверів та зведення споруд.

Щоб подолати розмитість старих даних, команда застосувала техніку «злиття даних» (data-fusion). Вони поєднали низькоякісні теплові карти THEMIS із високочіткими спектральними знімками приладу CRISM, який має роздільну здатність 12 метрів на піксель. Використовуючи модель машинного навчання, вчені навчили систему знаходити приховані закономірності між візуальними спектральними ознаками ландшафту та його температурою.

Модель тренували на даних кратера Ґейл, де вже багато років працює марсохід Curiosity. Це дозволило перевірити точність прогнозів ШІ на основі реальних наземних вимірювань. Після навчання алгоритм зміг відтворити детальну теплову карту з точністю 12 метрів на піксель, фактично імітуючи роботу набагато сучаснішого датчика, якого фізично не існує на борту старого апарата.

Результати показали, що такий підхід дозволяє чітко розрізняти скелясті урвища та піщані пастки, які на старих картах виглядали як однакова сіра пляма. Це відкриває шлях до точнішого картографування покладів водяного льоду та оцінки міцності ґрунту для важкого геотехнічного обладнання. Стаття з описом методу була представлена на Міжнародному астронавтичному конгресі та опублікована на сервері препринтів arXiv.

Попри успіх, розробники зазначають, що модель потребує локального перенавчання для інших регіонів планети, де геологія може відрізнятися. Проте доведений принцип роботи підтверджує, що за допомогою сучасного програмного забезпечення можна отримати наукові результати нового рівня, використовуючи обладнання двадцятирічної давнини. Це робить підготовку до майбутніх місій на Марс значно дешевшою та ефективнішою.