Pour explorer la Lune ou Mars, les astronautes ont besoin d'habitats intelligents qui soutiennent la vie et restent opérationnels lorsqu'ils sont vacants. Faire progresser la conception de systèmes autonomes pour les habitats spatiaux, La NASA finance un institut de recherche en technologie spatiale multi-universitaire appelé Habitats optimisés pour les missions d'exploration, ou plus convenablement, DOMICILE.

Mario Bergés, professeur agrégé de génie civil et environnemental (CEE), dirige l'équipe de recherche de l'Université Carnegie Mellon travaillant sous les auspices de HOME. Leur tâche est de permettre une connaissance complète de la situation dans l'habitat en lui fournissant des capacités pour traiter et interpréter ses propres données et faire des recommandations de décision qui peuvent être transmises aux systèmes robotiques ou suggérées aux occupants humains.

"L'espace est rude et les erreurs peuvent être catastrophiques, donc nous avons besoin de systèmes autonomes qui sont très bons, " a déclaré Bergés. Une idée que l'équipe explore est l'application de l'intelligence artificielle pour analyser les données de l'équipement afin de comprendre la consommation d'électricité dans l'habitat. En sachant comment l'énergie est consommée, alors l'état de tous les systèmes électriques de l'habitat pourrait être surveillé.

Les scientifiques ont de l'expérience dans l'analyse de données pour les équipements sur Terre, mais Bergés a dit que nous devons apprendre à traduire ces connaissances dans le contexte de l'espace et spécifiquement dans les systèmes de ces habitats.

Par exemple, sur Terre, il existe une variété de systèmes de climatisation et nous pouvons déterminer où se trouvent les défauts potentiels et comment ils se produisent. Mais dans les nouveaux habitats, tous les systèmes seront uniques.

« Comment effectuer une détection et un diagnostic automatisés des pannes sans beaucoup de données système ? C'est là qu'intervient l'IA, " a déclaré Bergés. "Nous avons des machines qui apprennent par elles-mêmes si vous leur donnez suffisamment de données, mais nous n'avons pas beaucoup de machines capables de raisonner en utilisant les connaissances techniques existantes, ce qui peut réduire la quantité de données dont ils ont besoin."

Maîtriser la quantité de données nécessaires pour détecter les défauts des équipements dans l'ensemble de l'habitat, l'équipe recueillera des mesures électriques. Ces données seront partagées avec des systèmes robotiques qui les traiteront et agiront sur l'environnement physique, et, en théorie, permettre à l'habitat de se maintenir.

L'équipe CMU est composée de Bergés, un expert en détection et analyse de données pour les infrastructures ; Burcu Akinci, un professeur du CEE et expert en modélisation de l'information; et Stephen Smith et Artur Dubrawski du Robotics Institute de la CMU, qui dirigera des recherches sur l'apprentissage automatique et les systèmes robotiques. Les recherches de la CMU alimenteront d'autres projets en cours dans l'institut.

HOME est financé sur cinq ans pour environ 15 millions de dollars, et la NASA peut appliquer les recommandations issues de l'institut avant la fin de la période de financement. Selon Bergés, Les recherches de la CMU pourraient potentiellement éclairer la conception d'une station passerelle qui orbitera autour de la Lune dans le cadre des plans d'exploration de l'espace lointain de la NASA.

Bergés pense que les ingénieurs civils joueront un rôle dans l'exploration spatiale.

"Depuis le début, les ingénieurs civils ont été les gardiens de l'infrastructure qui soutient la vie moderne, " dit-il. " Si l'humanité se déplace dans l'espace, il est logique que les ingénieurs civils en fassent partie. »