Визуализированные нейронные траектории для исследования ISO, где желтые кривые представляют траектории ISO, а синие кривые представляют собой траектории космических кораблей. Кредит: Университет Иллинойса в Урбана-Шампейн
Межзвездные объекты являются одними из последних неисследованных классов объектов Солнечной системы, ведущие дразнящую информацию о примитивных материалах из экзопланетарных звездных систем. Они проходят через нашу солнечную систему только один раз в жизни на скорости десятков километров в секунду, что делает их неуловимыми.
Хироясу Цукамото, преподаватель факультета аэрокосмической инженерии в Колледже Грейнгера Инженерного инженера, Университет Урбана-Шампейн, разработал нейронные рамки-глубокомуживаемую структуру и структуру контроля, чтобы автономно столкнуться с этими чрезвычайно быстро развивающимися объектами.
Исследование опубликовано в журнале руководства, управления и динамики и на сервере Arxiv Preprint.
«Человеческий мозг имеет много возможностей: разговоры, писатель и так далее», — сказал Цукамото. «Глубокое обучение создает мозг, специализированный на одном из этих возможностей, с конкретными знаниями, специфичными для домена. В этом случае нервные-Рендеву изучают всю информацию, необходимую для встречи с ISO, а также рассматривает критичный, высококачественный характер космического исследования».
Цукамото сказал, что нейронные районы основаны на теории сокращения для нелинейных систем управления, основанных на данных, которые он разработал для своего доктора философии. В Caltech, в то время как этот проект был сотрудничеством с лабораторией реактивного движения НАСА, где он провел свое время в качестве филиала постдокторского исследования.
«Наш ключевой вклад заключается не только в разработке специализированного мозга, но и, математически доказывая, что он работает. Например, с человеческим мозгом мы узнаем из опыта, как безопасно ориентироваться во время вождения. Но какова математика этого? Откуда мы знаем и как мы можем убедиться, что никому не поразим?»
В космосе нейронная доля, автономно предсказывает лучшее действие космического корабля на основе данных, но с формальной вероятностной связью на расстоянии до цели ISO.
Цукамото сказал, что есть две основные проблемы: межзвездный объект представляет собой высокоэнергетическую, высокоскоростную цель, и его траектория всегда плохо ограничена из-за непредсказуемого характера его посещения.
«Мы пытаемся столкнуться с астрономическим объектом, который проходит через нашу солнечную систему только один раз, и мы не хотим упустить эту возможность. Несмотря на то, что мы можем заранее приближаться к динамике ISOS, они все равно поставляются с неопределенностью большого состояния, потому что мы не можем предсказать время их визита».
Скорость и неопределенность встреч ISO также заключаются в том, почему космический корабль должен быть в состоянии думать самостоятельно.
«В отличие от традиционных подходов, в которых вы проектируете почти все, прежде чем запустить космический корабль, чтобы столкнуться с ISO, космический корабль должен иметь что -то вроде человеческого мозга, специально разработанного для этой миссии, чтобы полностью реагировать на данные на борту в режиме реального времени».
Цукамото также продемонстрировал нейронные районы, используя многопространственные симуляторы, называемые M-Star и крошечные дроны, называемые Crazyflies. В то время как он был в JPL, два студента аэрокосмического бакалавриата в Иллинойсе, Арна Бхардвадж и Шишир Бхатта, связались с ним, чтобы работать над исследовательским проектом с использованием нейронного плата.
«Из-за скорости и неопределенности сложно получить четкое представление об ISO во время пролета со 100% точностью, даже при нейронном плане.
Откройте для себя последние в науке, технологии и пространстве с более чем 100 000 подписчиков, которые полагаются на Phys.org для Daily Insights. Подпишитесь на нашу бесплатную рассылку и получите обновления о прорывах, инновациях и исследованиях, которые имеют значение — ежедневно или еженедельно.
Чтобы теоретически оправдать эмпирические наблюдения из демонстраций M-Star и Crazyfly, их исследования рассматривали, как математически максимизировать информацию, собранную от встречи ISO, используя рой космического корабля.
«Теперь у нас есть дополнительный уровень принятия решений во время встречи ISO»,-сказал Цукамото. «Как вы оптимально позиционируете несколько космических кораблей, чтобы максимизировать информацию, которую вы можете получить из нее? Их решением было распространение космического корабля, чтобы визуально охватить весьма вероятную область позиции ISO, которая обусловлена нейро-платежом».
Цукамото сказал, что он был впечатлен уровнем преданности и академического потенциала, продемонстрированного Бхардваджем и Бхаттой.
«Темы, исследуемые в нейронном ранее, могут быть продвинуты даже для студентов доктора философии. Арна и Шишир были очень продуктивными и усердно работали, и я был удивлен, увидев, что они опубликовали статью, учитывая, что это поле изначально было совершенно новым для них. Они проделали большую работу.
«И хотя нервные районы-это скорее теоретическая концепция, их работа-наша первая попытка сделать его намного более полезной, более практичной».
Информация от: Университетом Иллинойса в Урбана-Шампейн
