David Salvagnini, jefe de inteligencia artificial de la NASA, habló con el editor de la plataforma de innovación Georgie Purcell para discutir cómo la tecnología AI da forma a la trayectoria del trabajo de la NASA.
Durante décadas, la NASA ha utilizado la tecnología de inteligencia artificial (IA) para apoyar y optimizar el trabajo entre las agencias, tanto en la Tierra como en el espacio. La NASA utiliza la IA para planificar y programar misiones para Rovers planetarios, ayudando a analizar conjuntos de datos satelitales, diagnosticar y detectar anomalías, desarrollar sistemas autónomos y más.
Algunas de las herramientas de IA utilizadas por la NASA incluyen el aprendizaje automático, que utiliza datos y algoritmos para capacitar a las computadoras en la creación de clasificaciones, formular predicciones y descubrir similitudes o tendencias en grandes conjuntos de datos. El uso de herramientas de inteligencia artificial ofrece una gama de beneficios que convertirán su juego en trabajos de la NASA, incluida la agilización de la toma de decisiones, el ahorro de recursos y el aumento de la eficiencia de la fuerza laboral.
Para obtener más información sobre las actividades de IA de la NASA y lo que depara el futuro de la agencia para tal tecnología, Georgie Purcell habló con David Salvagnini, jefe de inteligencia artificial de la NASA.
¿Qué papel juega la tecnología AI en el trabajo de la NASA?
La NASA está muy involucrada en el uso de inteligencia artificial y aprendizaje automático de varias maneras, especialmente para medios más tradicionales. Principalmente, estas tecnologías se utilizan en nuestro trabajo científico, ayudando a descubrir objetos en el sistema solar o en la distancia. Un ejemplo es la habilidad llamada Exominer. Está capacitado para identificar exoplanetas, planetas e incluso sistemas solares distantes que utilizan una IA entrenada por aprendizaje automático. Curiosamente, estos datos usados se recopilaron hace 15 años y pudo identificar objetos previamente no descubiertos a través de modelos de IA.
Otra área donde el uso de la tecnología AI es común es la autonomía. Por ejemplo, la perseverancia de Marte debe navegar de manera segura la superficie de Marte y evitar obstáculos y peligros, al tiempo que se ocupa del riesgo potencial de retrasos en la comunicación entre Marte y la Tierra. Como puede ver en los autos autónomos en el mercado actual, los sistemas de IA a bordo ayudan a Rovers a manejar el medio ambiente a su alrededor y tomar decisiones sobre cómo funciona el vehículo. Si el rover tuvo que comunicarse con controladores en la Tierra, la naturaleza autónoma del sistema elimina el problema de retraso de propagación. Esta tecnología se ha probado con frecuencia como parte del proceso de ingeniería de sistemas en esta NASA, reduciendo y reduciendo el uso de IA en este caso.
En colaboración con IBM, recientemente lanzamos el modelo fundamental AI Prithvi-Weather-Climate para una variedad de casos de uso climático y climático. Este modelo proporciona una forma flexible y escalable de abordar los innumerables desafíos asociados con el pronóstico del clima a corto plazo y el clima a largo plazo. Los datos resultantes se publican desde el modelo, para que cualquiera pueda acceder y usarlos. Muchas revisiones y colaboraciones de pares están involucradas en este tipo de trabajo.
El uso de IA en el espacio es muy exclusivo. En la IA tradicional que las empresas pueden usar, los grandes backends informáticos como los proveedores de la nube son los motores de procesamiento de gran parte del trabajo. Los espacios no tienen acceso a la plataforma en la nube. Cuando pensamos en el futuro de la IA y cómo continuar habilitando la IA en sistemas basados en el espacio que operan en entornos extremos, necesitamos explicar varios factores diferentes. Tal incluye el entorno extremo en sí, la exposición a la radiación a equipos electrónicos, presupuestos de energía y restricciones. A diferencia de aquí en la Tierra, cuando se trata de vehículos basados en el espacio, no es tan fácil como comprar más electricidad. Hay estrictas restricciones de presupuesto y peso para respetar. Hay muchos elementos únicos en la forma en que la NASA usa AI, especialmente para apoyar misiones basadas en el espacio, creando desafíos particularmente complejos para nosotros. Sin embargo, la NASA tiene una larga historia de superar estos desafíos.
¿Qué potencial tiene la IA para el futuro de la misión de la NASA?
Un área en la que la IA juega un papel importante es hacer que las cosas sean más adaptativas y autónomas. Por ejemplo, en un avión típico hoy en día, hay un miembro de la tripulación, pero también hay un sistema de piloto automático que controla el avión durante la mayor parte del vuelo. Esta técnica es altamente determinista: si la velocidad cambia, se realiza un cambio en el control. Del mismo modo, la NASA está trabajando actualmente para habilitar la adaptación dinámica a una variedad de entornos, ya sea en órbita o en la superficie. Estamos trabajando para obtener una conciencia situacional mucho más alta sobre el medio ambiente, que podría alimentarse a sistemas autónomos. Los sistemas autónomos pueden ejecutar respuestas de manera más confiable a un conjunto de condiciones más dinámico.
Los restos orbitales son un problema importante para la NASA, y las preocupaciones están creciendo a medida que la actividad espacial continúa aumentando rápidamente. Recientemente publicamos una estrategia de sostenibilidad del espacio para medir y evaluar la sostenibilidad de la Tierra, la órbita de la Tierra, el espacio cislunar y el espacio profundo. La IA juega un papel importante en esto no solo detecta los restos orbitales, sino también en algunas de las acciones que el sistema puede tomar para repararlo.
Además, la IA se utiliza en sistemas de comunicación adaptativa. La comunicación se considera algo así como un teléfono como modo único. Sin embargo, los entornos espaciales muestran necesidades más complejas al hacer llamadas utilizando múltiples redes de comunicación. La IA se puede utilizar para comprender las condiciones en algún momento y seleccionar la ruta de comunicación óptima y los requisitos de puntualidad para los datos que se envían en función de las condiciones. La IA juega un papel importante en la optimización de la comunicación y la mejora de la confiabilidad de la comunicación.
También se ve que los modelos de IA interactúan con otros modelos de IA. Los modelos de IA individuales con comprensión individual de diferentes parámetros pueden cooperar para crear conciencia de factores como el clima, por ejemplo. Hay mucha emoción por esa posibilidad.
También hay muchas actividades personales y diarias que realiza la NASA en el campo de la IA. Por ejemplo, la NASA está buscando formas en que la IA pueda soportar la fuerza laboral, desde el desarrollo de imágenes hasta las notas resumidas de las reuniones. Es importante ver la IA como una herramienta que hace que nuestro trabajo sea más fácil y más eficiente, en lugar de una amenaza para reemplazar el trabajo humano.
¿Puede proporcionar algunos ejemplos recientes de proyectos centrados en la tecnología de IA?
El modelo climático Prithvi mencionado anteriormente es un gran ejemplo.
Otro ejemplo es usar IA para diseñar componentes estructurales. La IA permite diseños mucho más líquidos y no lineales de los que han hecho los humanos. La IA también puede generar componentes mucho más rápido que los humanos, pero cuando los componentes se prueban el estrés, pueden lograr resultados iguales o mejores que las versiones generadas por los humanos.
El rover de perseverancia de Marte y el ingenioso helicóptero de Marte que voló a la superficie de Marte son ejemplos importantes de cómo la IA se adaptó para ayudarnos en nuestra investigación. Además, también estamos considerando el vuelo espacial humano a largo plazo más allá de la luna. Por ejemplo, estamos desarrollando tecnologías diseñadas para tratar con emergencias de la tripulación médica. Por lo general, los astronautas no son médicos y pueden no ser capaces de contactar a los expertos de la Tierra para ayudar en casos de factores como un corte de energía. Es importante equiparlos para lidiar con emergencias en tiempo real. Estamos trabajando para proporcionar a nuestra tripulación capacidades de IA para ayudar en el diagnóstico rápido de afecciones médicas y para sugerir posibles efectos terapéuticos.
¿Qué desafíos enfrentó al implementar la tecnología AI? ¿Cómo se tratan estos?
Como se mencionó anteriormente, los sistemas basados en el espacio que operan en entornos extremos y están expuestos a la radiación, por ejemplo, tienen problemas de equipos electrónicos. También hay restricciones a los presupuestos de potencia y el peso. Son un gran desafío en el que no necesitamos pensar como IA en el planeta. También existe el desafío adicional de tener que traer esa computación. No se trata solo de comunicarse con la nube para procesar grandes cantidades de datos. Los espacios plantean un conjunto de desafíos completamente diferente y único.
Hay mucho miedo en torno a la implementación de IA. Naturalmente, las personas están preocupadas por el uso ético y responsable, la privacidad, la transparencia y más. Se necesita tiempo para acostumbrarse a la tecnología y las posibilidades que ofrece. Afortunadamente, a diferencia de otras agencias federales, la NASA no participa en proporcionar servicios públicos, como procesar reclamos de beneficios para la salud. Dichas agencias tienen más trabajo para abordar las preocupaciones responsables, de privacidad y de uso ético que existen.
También hay dificultades culturales. Al igual que otras organizaciones, necesitamos abordar las ondas y reskills de la fuerza laboral. Algunas personas están ansiosas por saltar a la IA a toda velocidad, mientras que otras están muy reservadas al respecto. Cada organización tiene escépticos que están un poco preocupados por las cosas nuevas y aún no se sienten cómodas. Si no lo describo como un desafío, seré tolerante. Debemos conocer a personas donde están, estar equipados para usar esas herramientas de manera efectiva, saber qué herramientas se necesitan y ayudarlos a usarlas de manera responsable. Tomará tiempo para que toda la fuerza laboral esté completamente preparada para abrazar todo lo que AI tiene para ofrecer. Pero tengo que enfatizar que la cultura de la NASA es muy pionera. Cuando las personas de la NASA ven oportunidades que pueden ser efectivas con el uso de la tecnología, a menudo quieren adoptarla. La adopción de nuevas tecnologías implica riesgos, pero la NASA es extremadamente efectiva para manejar el riesgo. La NASA equilibra la innovación y la gestión de los riesgos sabios, especialmente al adoptar e implementar la IA, especialmente cuando se complementa toda la fuerza laboral con herramientas de IA generadas.
Este artículo también se presentará en la vigésima edición de Quarterly Publishing.
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