De huidige rovers kruipen mee. Vijfhonderd tot duizend voet per uur. Ongeveer de lengte van drie voetbalvelden. Ze doen het in korte uitbarstingen en zitten dan stil. Het is tergend traag.
NASA weet dat de hardware sneller kan bewegen. Het knelpunt zijn niet de wielen. Het zijn de hersenen. In het bijzonder het feit dat de hersenen 320 miljoen kilometer verderop in Pasadena leven.
Maak kennis met ERNEST. Exploratierover voor het navigeren op extreem geschaald terrein.
Het is een mini-prototype. Ongeveer vier voet lang. Het lijkt erop dat Wall-E een baby heeft gekregen met een steenbreker. Vier gaaswielen. Geen treden. Die wielen kantelen en heffen alsof hij op zijn tenen staat.
In een recente test rolde ERNEST naar een stapel rotsblokken die Perseverance zouden hebben tegengehouden. De nieuwsgierigheid zou tot stilstand zijn gekomen. ERNEST is er net overheen geklommen. Geen joystickinvoer. Geen oproep naar Mission Control. Hij vergrootte de rotsen, verplaatste zijn gewicht en reed verder.
U kunt zich afvragen waarom dit ertoe doet.
Denk nu eens aan Volharding op Mars. Het stopt. Wacht op instructies. Rijdt een paar centimeter. Wacht weer. Dat is micromanagement. De lichte vertraging tussen de aarde en Mars betekent dat opdrachten enkele minuten duren. Tegen de tijd dat monteurs de foto van het obstakel zien, hebben ze het obstakel al opgemerkt en zijn ze langs het raam gereden om te reageren.
Het integreren van kunstmatige intelligentie en autonomiesoftware is de toekomst van buitenaardse rovers, omdat het de communicatievertragingen fundamenteel overwint. – Ashish Goel, JPL-onderzoekstechnoloog
Goel zegt het botweg. Doorzettingsvermogen legt aanzienlijk meer afstand af dan nieuwsgierigheid. Waarom? Geen betere wielen. Betere autonomie.
Het doel is uithoudingsvermogen.
Dat is een conceptstudie. Nog geen gefinancierde missie, maar NASA bekijkt het. Endurance is een maanrover. Het moet in vier jaar tijd 1200 tot mijlen op de maan afleggen.
Om dat te doen moet het twee komma vijf tot vier mijl per aardse dag afleggen. Dat is wat Perseverance in een jaar doet. Uithoudingsvermogen moet in beweging blijven als de aarde stil wordt.
Drie problemen maken dit moeilijk.
- Bandbreedte. Het verzenden van afbeeldingen kost radiobronnen. Je kunt niet voor elke bocht naar links toestemming vragen als je een kraterveld ter grootte van een continent oversteekt.
- Schema’s. Mission Control stuurt geen dagelijkse sms-berichten naar deze dingen. Uplinks vinden elke paar weken plaats. Het dagelijks vasthouden van de hand staat niet op de kalender.
- Het milieu. De maannacht duurt veertien aardse dagen. De temperaturen schommelen enorm. Licht verandert drastisch.
Huidige rovers gaan in winterslaap of schakelen uit tijdens de lange maannacht. Uithoudingsvermogen kan dat niet. Het moet de kou overleven. Beheer zijn eigen warmte. Controleer zijn eigen gezondheid. En word wakker, klaar om te rijden.
De frequentie van afwijkingen moet voldoende laag zijn om de gemiddelde afstand tussen onderbrekingen te maximaliseren. – 2025IEEEAerospaceConference Paper
Als de rover voor elke lekke band of vastzittend wiel naar huis moet bellen, klopt de berekening niet. De afstand tussen onderbrekingen wordt de belangrijkste maatstaf voor succes.
ERNEST is de oefenloop.
Ingenieurs bouwden eerst kleinere modellen op halve schaal. Ze gooiden ze in zandbakken met kunstmatig maanstof. Elf verschillende ophangingsontwerpen geprobeerd. Uiteindelijk gekozen voor een die hurkt. Leunt. Wandelingen. Verdeelt zijn gewicht als de grond zacht aanvoelt.
Toen kwam de AI.
Versterkend leren. Een soort kunstmatige intelligentie die met vallen en opstaan leert, net zoals een peuter leert lopen, maar zonder driftbuien. Het simulatielab van JPL creëerde een digitale tweeling van ERNEST. Geef het gegevens uit de echte wereld van hardwaretests. Laat hem dan rijden. Vrijwel. Duizenden uren lang.
Digitaal oefenen loont. Het “brein” werd geüpload naar het echte chassis. Toen raakte de echte rover de Mars Yard. Een hindernisbaan in een gebouw in Californië. Zandrimpelingen. Puin. Stappen. Steile hellingen.
ERNEST koos zelf wanneer hij een wiel optilde. Wanneer moet je zijwaarts krabben? Wanneer moet je om een lastige plek heen rijden?
Maar wielen zijn daar slechts een deel van. Ogen zijn belangrijker.
Licht op de maan is wreed. Zonlicht schijnt op de ene kant van een rotswand, terwijl de andere kant pikzwart is. Er is geen atmosfeer die het licht verstrooit zoals op aarde. Geen blauwe lucht. Geen diffuse schaduw. Camera’s zien verblinding en duisternis in hetzelfde beeld. Dieptewaarneming verdwijnt uit het raam.
Toekomstige rovers hebben scherpere ogen nodig. Betere camera’s. Koplampen. Laser 3D-kaarten. De ingebouwde AI heeft schone gegevens nodig om sturende beslissingen te nemen. Als hij de kraterrand niet kan zien, kan hij niet besluiten er niet in te vallen.
Wij bouwen machines die zelfstandig kunnen denken. Want wachten is geen optie. Niet als de grens 320 miljoen kilometer dode ruimte is.
