La inteligencia artificial revoluciona la investigación espacial

Una colaboración internacional ha abordado cómo la inteligencia artificial permite explorar nuevas fronteras en el cosmos, incluyendo, por ejemplo, solucionar problemas tradicionales del sector espacial gracias a superar las limitaciones de modelos informáticos anteriores que no empleaban inteligencia artificial.

 En esta colaboración internacional participa un equipo de investigadores del grupo AIDA de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) en España, liderados por Víctor Rodríguez-Fernández. Otras de las instituciones que participan son el Instituto Tecnológico de Massachusetts (con el profesor Richard Linares) y la Universidad de Strathclyde en el Reino Unido (con el profesor Massimiliano Vasile).

 Los científicos de esta colaboración internacional están impulsando la evolución del sector espacial con avances que van desde el descubrimiento de órbitas inéditas hasta la predicción de tormentas solares y el control de naves autónomas.

 Nuevas órbitas periódicas

 Uno de los avances más destacados de este trabajo colaborativo es la “astrodinámica generativa”, donde se han utilizado modelos generativos basados en inteligencia artificial para descubrir nuevas órbitas periódicas en el sistema Tierra-Luna. Mediante un modelo generativo entrenado con datos de la NASA, el equipo ha logrado clasificar diferentes familias de órbitas sin información previa, y generar trayectorias inéditas que, aplicadas a gran escala, pueden revolucionar el diseño de misiones espaciales y la comprensión teórica de las dinámicas celestes.

Mejoras en la predicción del clima espacial

 Paralelamente, la predicción del clima espacial ha dado un salto con la aplicación de arquitecturas informáticas innovadoras. Este enfoque ha permitido prever con mayor precisión el impacto de eventos solares extremos en la atmósfera terrestre y en los satélites. A diferencia de los métodos estadísticos tradicionales, estos nuevos métodos identifican patrones temporales complejos y relaciones no lineales en los datos, mejorando la capacidad de prevenir caídas incontroladas de satélites y desarrollar planes de contingencia para comunicaciones y fallos electrónicos durante periodos de alta actividad solar.

 Control autónomo de naves espaciales

 Finalmente, el grupo AIDA ha realizado una innovadora aportación al control autónomo de naves espaciales, utilizando modelos de lenguaje como LLaMA y ChatGPT. A través de técnicas especiales, el equipo ha logrado superar a los métodos tradicionales basados en aprendizaje por refuerzo, ofreciendo una alternativa eficiente en el consumo de datos que además facilita la transferencia de conocimiento.

 Este enfoque les valió a los científicos del grupo AIDA el segundo premio en la competición KSPDG del MIT Lincoln Lab, y marca el inicio del uso de modelos de lenguaje (al estilo de ChatGPT) en la guía, navegación y control de vehículos en el espacio, abriendo nuevas posibilidades para la automatización de naves espaciales en futuras misiones.

 En definitiva, estos avances (fruto de la colaboración del equipo de la UPM, con el MIT y la Universidad de Strathclyde) no solo optimizan las operaciones espaciales y mejoran la precisión de las predicciones, sino que también abren nuevas vías para el descubrimiento científico y la innovación tecnológica. En opinión de Víctor Rodríguez-Fernández: “La integración de la inteligencia artificial en la investigación espacial promete una exploración más segura y eficiente del espacio, beneficiando diversas industrias y promoviendo el desarrollo tecnológico a nivel global. A medida que la inteligencia artificial continúa evolucionando, su aplicación en el sector espacial transformará nuestra comprensión del universo y potenciará nuestras capacidades para explorar más allá de la Tierra”.

 Estos equipos han presentado recientemente sus trabajos en el congreso SPAICE2024, centrado en la aplicación de la inteligencia artificial al Espacio. (Fuente: UPM)