Aeronautico
Progressi lunari: robotica e intelligenza artificiale per l'esplorazione autonoma
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Robotica guidata dall'intelligenza artificiale per l'esplorazione autonoma dello spazio
Un giorno, l'esplorazione spaziale potrebbe avvalersi di astronauti che vivono permanentemente sul posto, come previsto dalle missioni Artemis per la Luna, o da Elon Musk per Marte. Tuttavia, anche con la presenza umana, gran parte del lavoro nello spazio sarà svolto dai robot, se non altro perché sono molto più facili da sostituire degli astronauti umani e molto meno vulnerabili all'aria tossica o al vuoto, alle radiazioni, alle temperature estreme, ecc.
Idealmente, la maggior parte dei rover e dei robot dovrebbe essere in grado di svolgere autonomamente compiti semplici, con gli esseri umani sulla Terra o in loco coinvolti solo per aiutarli a risolvere problemi specifici o a determinare le loro missioni quotidiane.
Poiché l'intelligenza artificiale progredisce rapidamente, tra cui intelligenza artificiale fisica, un concetto ora sostenuto dal leader dell'intelligenza artificiale NVIDIA, questa visione fantascientifica potrebbe già essere realtà.
Gli scienziati stanno muovendo i primi passi in questa direzione, sia nei progetti di ricerca sulla Terra sia con i rover già esistenti su Marte, con due notizie relative a questo argomento pubblicate negli ultimi giorni.
Il primo era quello La NASA ha schierato l'assistenza dell'intelligenza artificiale per guidare il rover marziano Perseverance.
Il secondo è che i ricercatori dell'Università di Malaga (Spagna), del Centro tedesco di ricerca sull'intelligenza artificiale (DFKI), dell'Università della Sorbona (Francia), così come le aziende private GMV Aerospace and Defence SA, Magellioe Servizi per le applicazioni spaziali stanno dispiegando robot nei tubi di lava della Terra che assomigliano a strutture simili sulla Luna e su Marte1.
Navigazione autonoma assistita dall'intelligenza artificiale del Perseverance Rover
Il primo rover della NASA progettato dall'intelligenza artificiale viaggia su Marte
Il rover Perseverance della NASA ha raggiunto un nuovo traguardo scientifico completando i primi viaggi su un altro pianeta pianificati dall'intelligenza artificiale. Annunciato di recente, il trasferimento è avvenuto l'8 dicembre.th e 10th 2025.
La dimostrazione ha utilizzato l'intelligenza artificiale generativa per creare waypoint per Perseverance, un compito decisionale complesso solitamente svolto manualmente dai pianificatori umani del rover della missione.
Fonte: NASA
Questo potrebbe rivelarsi un punto di svolta per l'esplorazione marziana. L'estrema distanza tra la Terra e Marte (225 milioni di chilometri) fa sì che il ritardo della luce causi un ritardo del segnale, il che significa che ogni istruzione impiega dai 3 ai 22 minuti (a seconda della posizione orbitale) per arrivare su Marte dalla Terra, e il feedback impiega poi lo stesso tempo.
Come affermano gli scienziati della NASA molto facendo attenzione a non far sì che il progetto multimiliardario rimanga incastrato nella polvere o danneggiato da una roccia, il che rende ogni movimento un'impresa noiosa.
I percorsi dei rover sono stati pianificati ed eseguiti da conducenti umani, che analizzano i dati del terreno e dello stato per tracciare un percorso utilizzando waypoint, solitamente distanziati di non più di 100 metri l'uno dall'altro per evitare potenziali pericoli.
Poi inviano i piani tramite il Deep Space Network della NASA al rover, che li esegue."
Invece, Perseverance ha fatto qualcosa di nuovo durante i suoi 1,707 e 1,709 giorni sulla superficie di Marte, lasciando che fosse il rover a decidere dove andare utilizzando l'intelligenza artificiale.
Come ha funzionato
Ha utilizzato l'intelligenza artificiale generativa per analizzare le immagini orbitali ad alta risoluzione da la telecamera HiRISE (High Resolution Imaging Science Experiment) a bordo del Mars Reconnaissance Orbiter della NASA e dati di pendenza del terreno da modelli digitali di elevazione.
Combinati con i dati delle esplorazioni precedenti, questi dati hanno permesso all'IA di identificare le caratteristiche del terreno, come roccia madre, affioramenti rocciosi, pericolosi campi di massi, increspature di sabbia, ecc.
“Gli elementi fondamentali dell'intelligenza artificiale generativa si stanno rivelando molto promettenti nel semplificare i pilastri della navigazione autonoma per la guida fuori dal pianeta: percezione (vedere rocce e increspature), localizzazione (sapere dove ci troviamo) e pianificazione e controllo (decidere ed eseguire il percorso più sicuro).”
Il modello di intelligenza artificiale utilizzato è stato Claude, fornito da Anthropic, che ha recentemente fatto notizia per potenzialmente sconvolgendo l'intero settore SaaS e software, causando un mini crollo del mercato azionario in questo settore.
Questo viaggio guidato dall'intelligenza artificiale ha aiutato Perseverance ad acquisire immagini durante il suo viaggio autonomo di due ore e 30 minuti lungo il bordo del cratere Jezero.
L'intelligenza artificiale può rivelarsi utile anche per elaborare i dati generati dalle sonde spaziali e ridurre il carico di lavoro degli operatori dei robot.
Senza dubbio questo sarà particolarmente utile quando ci saranno astronauti veri e propri vicino al robot, perché a quel punto l'intelligenza artificiale potrebbe essere più capace.
"Ci stiamo muovendo verso un giorno in cui l'intelligenza artificiale generativa e altri strumenti intelligenti aiuteranno i nostri rover di superficie a gestire spostamenti su scala chilometrica, riducendo al minimo il carico di lavoro degli operatori, e segnaleranno caratteristiche superficiali interessanti per il nostro team scientifico, analizzando enormi volumi di immagini del rover".
Inoltre, la presenza umana e il supporto logistico consentiranno agli operatori della NASA di assumersi maggiori rischi, poiché un robot bloccato nella polvere potrebbe essere liberato manualmente, anziché causare una catastrofica perdita multimiliardaria e anni di ricerca congelati.
"Questa dimostrazione dimostra quanto siano progredite le nostre capacità e amplia il modo in cui esploreremo altri mondi.
Tecnologie autonome come questa possono aiutare le missioni a operare in modo più efficiente, a rispondere a terreni difficili e ad aumentare il ritorno scientifico man mano che aumenta la distanza dalla Terra".
Jared isaacman - Amministratore della NASA
Test dell'intelligenza artificiale nei tubi di lava della Terra
Perché i tubi di lava
Sebbene l'impiego dell'IA su Marte rappresenti una novità assoluta, i ricercatori della NASA sono comprensibilmente cauti nel mettere a rischio una risorsa unica come Perseverance in un esperimento di IA. Ad esempio, per quanto efficiente sia l'IA, non correrebbe mai il rischio di impiegare il robot oltre i limiti riparabili da un teleoperatore umano in caso di problemi.
Ecco perché è importante sperimentare con terreni analoghi a quelli che si trovano nello spazio, ma con le risorse terrestri disponibili nelle vicinanze.
Il terreno più importante possibile sulla Luna e su Marte sono i tunnel di lava, che formano grotte naturali che potrebbero costituire rifugi naturali per i primi astronauti, proteggendoli dalle radiazioni cosmiche. E grazie alla minore gravità di questi oggetti stellari, i tunnel di lava tendono a essere più grandi di quanto potrebbero mai essere sulla Terra.
Nei tunnel di lava possono presentarsi naturalmente dei punti in cui si è formato un cedimento, che ha dato origine a buchi nel terreno, consentendo un accesso diretto all'esplorazione.
Tuttavia, non sono mai stati esplorati tunnel di lava extraterrestri, in gran parte perché il controllo diretto è ostacolato dalla roccia che blocca qualsiasi segnale radio.
Robot di prova
Il team di ricerca europeo ha utilizzato tre diversi robot che hanno lavorato insieme per esplorare in modo autonomo questi ambienti sotterranei estremi.
Fonte: ResearchGate
Hanno effettuato il test nelle grotte vulcaniche/tubi di lava di Lanzarote (Isole Canarie).
Il sistema funziona in 4 fasi:
- I robot mappano in modo cooperativo l'area attorno all'ingresso del tunnel di lava (fase 1).
- Successivamente il cubo di carico sensorizzato viene calato nella grotta per raccogliere le misurazioni iniziali, dando ai robot un'idea di cosa aspettarsi (fase 2).
- Quindi, un rover esploratore si cala in corda doppia attraverso l'ingresso per raggiungere l'interno (fase 3).
- Infine, il team robotico esplora in profondità il tunnel e produce mappe 3D dettagliate del suo interno (fase 4).
Dai test analogici sulla Terra alle missioni lunari e marziane
Negli ultimi anni, lo Space Robotics Laboratory dell'UMA ha collaborato a stretto contatto con l'Agenzia spaziale europea, sviluppando algoritmi che aiutano i veicoli di esplorazione planetaria (rover) a pianificare rotte e a operare in modo più indipendente.
Insieme al test di movimento guidato dall'intelligenza artificiale di Perseverance, questo esperimento potrebbe costituire la base di una nuova missione spaziale, volta a esplorare un tubo di lava per il suo potenziale di formare habitat futuri per i primi tentativi di colonizzazione sulla Luna e su Marte.
Ciò potrebbe avere importanti implicazioni anche nella ricerca di vita extraterrestre.
Investire nella robotica spaziale
Macchine intuitive
Inviare sonde verso oggetti interstellari richiederà una solida competenza nella costruzione di grandi sonde spaziali e nella loro attuazione nel luogo giusto, senza subire danni. Per ora, questo è stato principalmente di competenza di istituzioni pubbliche come la NASA, l'ESA e le università associate.
Questa situazione sta cambiando, poiché ci stiamo avvicinando al punto in cui le aziende private potrebbero iniziare a inviare missioni automatizzate o con equipaggio umano per estrarre minerali dagli asteroidi, in particolare dagli oggetti vicini alla Terra.
Questo tipo di progetto sarà probabilmente il passo successivo o verrà realizzato parallelamente al ritorno delle missioni con equipaggio umano sulla Luna, previsto per i prossimi anni.
Fondata nel 2013 a Houston, in Texas, Intuitive Machines è, per ora, un’azienda molto “focalizzata sulla Luna”, come indicato dal suo simbolo azionario LUNR, e ha già selezionato per 4 missioni lunari della NASAe impiega oltre 400 persone.
Fonte: Macchine intuitive
È stata la prima compagnia commerciale ad atterrare con successo sulla Luna e a trasmettere dati scientifici. Ha anche effettuato la prima accensione del motore LOx/LCH4 (ossigeno liquido, metano liquido) nello spazio.
L'azienda sta lavorando a molti progetti che costituiranno la base di un'infrastruttura lunare per l'esplorazione e l'insediamento.
Il primo è il “servizio di trasmissione dati”, con la tecnologia in fase di test, che punta a realizzare una costellazione di trasmissione dati lunari attorno all'orbita della Luna.
Fonte: Macchine intuitive
La seconda parte è l'"Infrastruttura come Servizio". Dovrebbe includere un LTV in grado di operare in autonomia, il servizio di telecomunicazione e i servizi di localizzazione GPS.
Fonte: Macchine intuitive
L'ultimo segmento riguarda la consegna di materiale sulla superficie lunare. Finora, l'azienda ha consegnato carichi scientifici con Lander Nova-C, un lander alto 4.3 metri (14 piedi) in grado di trasportare 130 kg di carico utile sulla Luna.
Il passo successivo sarà il lander Nova-D, in grado di trasportare sulla Luna 1,500-2,500 kg di materiale. Questa capacità di carico utile e queste dimensioni saranno quelle necessarie per il trasporto del Lunar Terrain Vehicle (LTV), nonché del reattore nucleare Fission Surface Power da 40 kW che dovrebbe alimentare la base lunare.
Fonte: Macchine intuitive
L'azienda ha stipulato numerosi contratti di valore con la NASA, ad esempio il contratto Near Space Network, con un valore potenziale massimo di 4.82 miliardi di dollari.
La decisione finale della NASA sul contratto LTV tra i 3 potenziali fornitori è prevista per la fine del 2025 e potrebbe valere fino a 4.6 miliardi di dollari.
Oltre alla NASA, l'azienda sta cercando di diversificare la propria clientela, essendo stata selezionata nell'aprile 2025 per un finanziamento fino a 10 milioni di dollari dalla Texas Space Commission. Questo sosterrà lo sviluppo di un veicolo di rientro terrestre e di un laboratorio di fabbricazione orbitale progettato per consentire la biofabbricazione in microgravità.
Questo veicolo di rientro fornirà anche un'opzione di backup e ridurrà i rischi per le future missioni di ritorno di campioni lunari della Società.
Un altro progetto è lo sviluppo di satelliti stealth nucleari a bassa potenza per il contratto JETSON, un laboratorio di ricerca dell'aeronautica militare.
Con il raggiungimento di un punto di flusso di cassa libero positivo nel primo trimestre del 1 e con il contratto di telecomunicazione lunare, la società sta diventando molto più sicura per gli investitori, passando dall'essere una startup che brucia liquidità a un affermato fornitore di servizi per la crescente economia spaziale.
E potrebbe costituire il fondamento di ulteriori esplorazioni dello spazio profondo e dell'utilizzo delle risorse spaziali, soprattutto perché diventerà un partner fidato della NASA alla pari di SpaceX (prossimamente in IPO dopo la fusione con xAI) o puoi Rocket Lab (RKLB -6.47%).
Conclusione per gli investitori:
- La robotica spaziale autonoma riduce i rischi della missione, i costi di latenza e le spese generali dell'operatore.
- Le aziende che costruiscono infrastrutture di navigazione, comunicazione e di superficie ottengono un vantaggio strategico duraturo.
- Le partnership con la NASA favoriscono sempre più i fornitori di infrastrutture lunari scalabili e basate sui servizi.
Riferimenti:
1Raúl Domínguez e altri, Esplorazione robotica cooperativa della superficie di un lucernario planetario e di una grotta di lava. Robotica scientifica (2025). DOI:10.1126/scirobotics.adj9699
