Os rovers Perseverance e Curiosity, operados pela agência espacial norte-americana (NASA) em Marte a partir de Pasadena, na Califórnia, já utilizam sistemas de inteligência artificial para selecionar alvos rochosos e calcular rotas de navegação sem aguardar comandos da Terra. A operação autônoma de softwares como o PIXL e o AEGIS reduz em 30% a dependência de instruções humanas para a escolha de amostras geológicas e prepara a próxima geração de sondas para conduzir pesquisas científicas por conta própria.
A necessidade de decisões automatizadas a bordo decorre da distância entre a Terra e Marte, que faz os sinais de rádio levarem vários minutos para percorrer o trajeto entre os dois planetas. Esse atraso nas comunicações impede que os veículos dependam de orientações humanas imediatas para cada movimento na superfície ou para reagir a imprevistos no terreno. “O tempo é precioso em Marte. O AEGIS nos permite aproveitar um tempo que, de outra forma, não estaria disponível porque estávamos esperando alguém na Terra tomar uma decisão”, afirmou Raymond Francis, engenheiro-chefe de sistemas para a implementação do software AEGIS no rover Curiosity, em tradução livre.
Amostragem adaptativa do PIXL analisa minerais no Perseverance
No rover Perseverance, a análise microscópica da superfície é conduzida pelo PIXL (Instrumento Planetário para Litoquímica de Raios X, na sigla em inglês), um espectrômetro de fluorescência de raios X desenvolvido pelo Laboratório de Propulsão a Jato (JPL) da NASA. O equipamento mapeia a composição química de minerais em rochas marcianas sobre uma área típica de 5 por 7 milímetros, registrando uma densidade de vários milhares de pontos em uma única amostra para identificar os elementos presentes.
Para otimizar esse trabalho no solo marciano, o PIXL opera com um software de inteligência artificial chamado amostragem adaptativa, que posiciona o instrumento de forma autônoma bem próximo à superfície da rocha e analisa os dados coletados em tempo real. Quando o algoritmo identifica minerais que merecem investigação aprofundada, ele decide sozinho em quais pontos específicos deve concentrar mais tempo de medição por raios X, sem pedir autorização prévia aos cientistas na Terra, além de colaborar com algoritmos adaptativos que aumentam em 35% a eficiência na priorização da transmissão de dados pelo Perseverance durante bloqueios de comunicação.
O cientista pesquisador sênior do JPL da NASA, David R. Thompson, explicou a importância do sistema para o ritmo da missão em um relatório técnico publicado em 16 de julho de 2024, documento que detalhou quase três anos de testes bem-sucedidos da tecnologia em solo marciano. “Ele pode adquirir dados de melhor qualidade se você gastar mais tempo para fazer uma medição. Se você ficar parado em um único ponto por muito tempo e registrar muitos raios X, poderá obter informações muito, muito precisas sobre aquele ponto específico. Mas a missão continua se movendo, não há muito tempo para todas essas medições. Essa era realmente a necessidade de um pouco de autonomia a bordo no próprio instrumento para tomar algumas decisões inteligentes de alocação de tempo e saber se vale a pena demorar em um ponto específico”, declarou Thompson, em tradução livre.
Sistema AEGIS e navegação autônoma no Curiosity e no Perseverance
Outro programa em operação nos dois rovers da NASA é o AEGIS (Exploração Autônoma para Coleta de Mais Ciência, na sigla em inglês), que combina visão computacional e aprendizado de máquina para examinar o ambiente ao redor dos veículos. O software identifica alvos geológicos de interesse e aciona autonomamente o disparo de lasers para fazer a análise espectrográfica das rochas, utilizando o instrumento ChemCam a bordo do Curiosity e o instrumento SuperCam no Perseverance.
A evolução das operações com inteligência artificial nos dois veículos da NASA em Marte acumula marcos específicos desde a década passada. O rover Curiosity pousou no planeta em 2012 e recebeu a atualização de software com o sistema AEGIS quatro anos depois, em 2016, para passar a acionar o laser da ChemCam por conta própria. Já o Perseverance foi lançado ao espaço em 30 de julho de 2020 e pousou na Cratera Jezero em 18 de fevereiro de 2021 levando sete instrumentos científicos principais, grupo que inclui o PIXL e a SuperCam, e realizou em 18 de maio de 2022 os testes e a utilização operacional do AEGIS para escolher e analisar rochas sem indicação prévia da equipe terrestre, seguindo apenas critérios gerais definidos antes pelos pesquisadores.
Além da escolha de alvos para os instrumentos de geologia, a autonomia em Marte abrange o deslocamento físico dos robôs pela superfície. Os veículos contam com o sistema de navegação autônoma AutoNav, um software que calcula trajetos seguros e desvia de rochas e buracos enquanto o rover está em movimento, aproveitando de forma controlada os recursos limitados de energia e armazenamento de dados.
Próxima geração de sondas espaciais e limites da supervisão humana
O passo seguinte projetado pela engenharia espacial nesta quinta-feira (22), em 22 de outubro de 2026, é integrar percepção, tomada de decisão e execução de tarefas em uma mesma arquitetura para que os robôs deixem de seguir apenas listas fixas de instruções. Com essa capacidade ampliada, as futuras sondas poderão reconhecer anomalias ou fenômenos incomuns no ambiente e adaptar seus próprios experimentos na hora para coletar informações adicionais antes de qualquer contato com o controle da missão.
Essa resposta imediata aos dados coletados no próprio local será aplicada na exploração de regiões do Sistema Solar onde a comunicação direta é ainda mais restrita ou o terreno apresenta barreiras severas. Entre os destinos planejados para o uso de sistemas autônomos avançados estão crateras lunares, terrenos subterrâneos e mundos oceânicos como Europa, onde o reconhecimento rápido de padrões químicos ou geológicos pode auxiliar na busca por possíveis sinais de vida.
Apesar do avanço na tomada de decisões a bordo, a inteligência artificial atual não tem capacidade para planejar e conduzir sozinha uma missão espacial inteira, nem consegue confirmar de maneira independente a existência de vida extraterrestre. A supervisão das equipes humanas na Terra permanece necessária para estabelecer o planejamento geral das missões, fixar limites operacionais de segurança e realizar a validação científica final das descobertas enviadas pelos robôs.
