NASA testa IA para planejar a rota do Perseverance em Marte

Planejar um deslocamento de um rover em Marte costuma ser um processo lento e minucioso, como um jogo de xadrez jogado da Terra. Mas, em um novo teste, a NASA deixou um sistema de IA assumir uma das etapas mais difíceis: escolher o trajeto.

O resultado foi inédito: o rover Perseverance, da NASA, realizou os primeiros deslocamentos em outro planeta com planos de pontos de passagem (waypoints) gerados por IA - e não por planejadores humanos de rota.

A demonstração aconteceu em 8 e 10 de dezembro e foi conduzida pelo Jet Propulsion Laboratory (JPL) da NASA, no sul da Califórnia.

Para isso, a equipa aplicou uma abordagem de IA generativa com capacidade de visão para selecionar os waypoints - os marcadores de “vá para cá agora” que orientam o rover com segurança por terrenos perigosos. Antes de enviar os comandos para Marte, os especialistas validaram o plano em simulação.

“Esta demonstração mostra o quanto as nossas capacidades avançaram e amplia a forma como vamos explorar outros mundos”, disse o administrador da NASA, Jared Isaacman.

“Tecnologias autónomas como esta podem ajudar as missões a operar com mais eficiência, responder a terrenos desafiadores e aumentar o retorno científico à medida que a distância da Terra cresce. É um forte exemplo de equipas a aplicar nova tecnologia com cuidado e responsabilidade em operações reais.”

A IA escolhe os waypoints

Neste ensaio, os engenheiros recorreram a um tipo de sistema generativo frequentemente descrito como um modelo visão-linguagem.

Em termos simples, ele “observou” as mesmas imagens de missão e os mesmos dados de suporte usados pelos planeadores humanos e, em seguida, sugeriu um conjunto de locais de waypoints que permitiria ao rover atravessar áreas irregulares sem se colocar em risco.

O trabalho foi coordenado a partir do Rover Operations Center do JPL, e a equipa colaborou com a Anthropic, usando os seus modelos Claude para apoiar a tarefa de seleção de waypoints.

A intenção não era deixar um algoritmo improvisar. O objetivo foi verificar se a IA conseguiria executar, de forma confiável, uma tarefa específica e de alto risco no planeamento - algo que normalmente exige muito tempo e grande experiência humana.

Planeamento cuidadoso pelas equipas de rover

Marte está distante demais para “conduzir” um rover com um joystick. Os sinais demoram, e até atrasos pequenos tornam impossível o controlo em tempo real.

Por isso, as equipas planeiam com antecedência: analisam a paisagem, escolhem uma rota conservadora e a dividem em trechos curtos, garantindo que o rover tenha sempre um próximo passo seguro para mirar.

Tradicionalmente, essas rotas são montadas com waypoints relativamente próximos - muitas vezes em torno de 100 metros ou menos - porque o terreno pode mudar rapidamente.

Uma área que parece plana vista de cima pode esconder areia que prende as rodas, rochas que ameaçam o chassi ou inclinações capazes de colocar o rover numa situação complicada.

Quando o plano fica pronto, ele é enviado ao rover pela Rede de Espaço Profundo (Deep Space Network) da NASA, e o veículo executa os comandos de forma autónoma.

Testando o plano gerado por IA

Em dois deslocamentos - nos sols 1.707 e 1.709 - a equipa da missão transferiu o planeamento de waypoints para o sistema de IA.

O sistema avaliou imagens orbitais de alta resolução da câmara HiRISE, a bordo do Mars Reconnaissance Orbiter, além de informações de inclinação obtidas de modelos digitais de elevação.

Com esses dados, ele reconheceu elementos relevantes para a segurança do rover, como rocha exposta (bedrock), afloramentos, campos de pedregulhos e ondulações de areia. Em seguida, gerou uma rota contínua que incluía os marcadores de waypoints que o rover deveria seguir.

Em 8 de dezembro, o Perseverance percorreu 689 pés (cerca de 210 metros) com base no plano criado pela IA. Dois dias depois, avançou mais 807 pés (aproximadamente 246 metros).

Para um rover, isso não é uma viagem longa, mas é distância suficiente para um teste operacional sério - sobretudo quando a meta é demonstrar que o método de planeamento é confiável.

Um ensaio geral digital

Antes de os comandos saírem da Terra, os engenheiros colocaram a rota produzida pela IA no gêmeo digital do JPL - uma réplica virtual do rover usada para verificar se as atividades planeadas vão funcionar corretamente dentro das limitações do software e do hardware de voo.

Neste caso, a checagem não foi superficial. A etapa de verificação analisou mais de 500.000 variáveis de telemetria, na prática submetendo o plano a um teste de stress contra uma lista enorme de detalhes do tipo “o que pode dar errado”.

Depois de o plano passar por esses testes, ele foi enviado ao rover.

A próxima era das missões com rover

Há um motivo direto para esse tipo de automação ser tão atrativo: as equipas de rover têm tempo limitado, e Marte é enorme.

Se for possível reduzir com segurança o trabalho humano envolvido nos planos rotineiros de condução, abre-se espaço para ir mais longe, conduzir com maior frequência ou dedicar mais atenção às decisões científicas que realmente exigem julgamento humano.

“Imagine sistemas inteligentes não apenas no solo na Terra, mas também em aplicações de borda nos nossos rovers, helicópteros, drones e outros elementos de superfície treinados com a sabedoria coletiva dos nossos engenheiros, cientistas e astronautas da NASA”, observou Matt Wallace, gestor do Exploration Systems Office do JPL.

“Essa é a tecnologia transformadora de que precisamos para estabelecer a infraestrutura e os sistemas necessários a uma presença humana permanente na Lua e levar os EUA a Marte e além.”