مستقبل الذكاء الاصطناعي والفضاء.. تجربة التواجد خارج نطاق الأرض
AI بالعربي – خاص
تشهد الأنشطة الفضائية تحولًا كبيرًا بفضل التقدم التكنولوجي وظهور أنظمة الذكاء الاصطناعي، بما في ذلك التعلم الآلي (ML)، الذي يُعد ركيزة أساسية لتطوير خدمات ومنظومات فضائية ذكية ومستقلة. يسلط هذا الفصل الضوء على دور الذكاء الاصطناعي في الفضاء والتحديات القانونية المرتبطة باستخدامه.
مع توسع صناعة الفضاء وتسارع استخدام الذكاء الاصطناعي في المشاريع الفضائية، تصبح الحاجة إلى إطار واضح، يشمل معايير واضحة على الجوانب التقنية والقانونية والمنطقية بالأساس، لتنظيم أنشطة فضائية آمنة ومستدامة، واقعية التحقيق.
تطبيقات الذكاء الاصطناعي في الفضاء
1. الروبوتات المستقلة (أو الأجسام الفضائية)
تمثل الروبوتات المستقلة أو الأجسام الفضائية الذكية أحد الاتجاهين الرئيسيين في تطبيقات الذكاء الاصطناعي في الفضاء. تتميز هذه الأجسام بقدرتها على جمع البيانات وتحليلها بشكل مستقل، مما يمكنها من الوصول إلى مواقع يصعب أو يستحيل على البشر استكشافها. تشمل هذه التطبيقات المركبات الفضائية المستقلة التي يمكنها إجراء استكشافات واسعة النطاق وجمع عينات وبيانات، بالإضافة إلى استخدام الذكاء الجماعي في إدارة أسراب الأقمار الصناعية. تُستخدم هذه الروبوتات لدعم أنشطة مثل التعدين الفضائي واستخدام الموارد غير الحية، والخدمة في المدار (IoS)، وإزالة الحطام النشط (ADR) وحماية الأصول الفضائية، بما في ذلك التصدي للأجسام غير المعروفة أو المارقة.
2. تحليل بيانات الفضاء الكبيرة
يُعد تحليل بيانات الفضاء الكبيرة الاتجاه الآخر في تطبيقات الذكاء الاصطناعي، حيث تُجمع بيانات ضخمة من مصادر متعددة مثل الأقمار الصناعية والطائرات بدون طيار وإنترنت الأشياء. تُستخدم هذه البيانات لتحليل الحطام الفضائي، والتحليلات التنبؤية للصور الفضائية فائقة الدقة (VHR)، وتحليل البيانات الجغرافية المكانية في الوقت الفعلي. بالإضافة إلى ذلك، تعزز تقنيات الحوسبة السحابية الفضائية تخزين البيانات ومعالجتها على الأصول الفضائية، مما يسمح بالوصول إليها بسهولة. هذا التطور يعزز من إنتاج البيانات واستخدامها سواء في الفضاء الخارجي أو على الأرض، مما يدعم مفهوم “الفضاء الجديد” الذي يعتمد على السرعة والذكاء الفوري. ومع ذلك، فإن هذا التوسع في الأنشطة الفضائية والبيانات يفرض تحديات جديدة تتعلق بالتنظيم والسلامة وإدارة البيانات.
خصائص الفضاء الملائمة للذكاء الاصطناعي
لا يزال من المهم النظر في الخصائص الفريدة للذكاء الاصطناعي في الفضاء الخارجي ولماذا يختلف عن استخدامه على الأرض. بحسب دراسة نشرتها مؤسسة كرييتف كومونز (Creative Commons)، بعنوان ” Artificial intelligence in space”تشمل هذه الخصائص والاختلافات ما يلي:
1. ظروف الفضاء الصعبة والملائمة فقط للآلات الذكية
الفضاء بيئة بعيدة ومعادية وخطيرة على حياة الإنسان، وفي بعض الحالات من المستحيل للبشر استكشافها أو البقاء فيها. هذا يجعل تقنيات الفضاء تعتمد على التكنولوجيا والعمليات المتعلقة بالذكاء الاصطناعي. تتناسب تقنيات الذكاء الاصطناعي مع اتخاذ القرارات التشغيلية، حيث تكون قوية ومرنة وقادرة على التكيف والاستجابة للتهديدات المتغيرة.
2. التأثير المتصاعد والمتناقص للذكاء الاصطناعي في الفضاء
من المتوقع أن يؤثر الذكاء الاصطناعي في المستقبل القريب على جميع قطاعات صناعة الفضاء، من الإطلاق إلى التحكم في الكوكبات وتحليل أداء الأقمار الصناعية، بدءًا من تطبيقات الذكاء الاصطناعي على متن الحمولة في مهام الفضاء العميق، وصولاً إلى القطاع المتناقص مثل الاتصالات الساتلية والمراقبة الأرضية في التطبيقات التجارية، مثل تصنيف الصور والتحليل التنبئي للظواهر.
3. الاستقلالية للأجسام الفضائية الذكية
باستخدام الذكاء الاصطناعي، قد تكون المركبات الفضائية قادرة على التعرف على التهديدات، وجمع البيانات، والتعلم منها، ومواجهتها أو اتخاذ إجراءات مراوغة، وحتى نشر المعرفة المكتسبة حديثًا إلى أقمار صناعية أخرى. على سبيل المثال، عندما يحتاج مستكشف على المريخ إلى التواصل مع الأرض، قد يستغرق الأمر ما يصل إلى 24 دقيقة لإرسال الإشارة بين الكوكبين في اتجاه واحد، وهو وقت طويل لاتخاذ القرارات. لهذا السبب، يقوم المهندسون بتزويد الروبوتات الفضائية بذكاء اصطناعي متقدم.
تطبيقات عملية لخصائص الفضاء الملائمة للذكاء الاصطناعي
1. القدرة على اتخاذ القرارات بشكل مستقل
الأجسام الفضائية المدعومة بالذكاء الاصطناعي قادرة على جمع وتحليل البيانات واتخاذ قرارات ذاتية حول توقيت إرسال المعلومات ونوعها دون تدخل بشري. علاوة على ذلك، يمكنها التنبؤ بالمشكلات وتشخيصها ذاتيًا ومعالجتها، مما يقلل الحاجة إلى التفاعل البشري ويضمن استمرارية العمل.
2. حماية الأصول الفضائية
يلعب الذكاء الاصطناعي دورًا هامًا في حماية الأصول الفضائية من خلال تطوير أنظمة تجنب التصادم. تقوم هذه الأنظمة بتقييم مخاطر التصادم واتخاذ قرارات بشأن المناورات المدارية اللازمة، وإرسال تحذيرات إلى الأجسام الأخرى المهددة بالخطر.
3. البيانات الضخمة من الفضاء
يشير مصطلح “البيانات الضخمة من الفضاء” إلى البيانات التي تُجمع باستخدام مستشعرات فضائية وأرضية. باستخدام تقنيات الذكاء الاصطناعي، يمكن تحليل هذه البيانات لاستخلاص معلومات ذات قيمة مثل الاستخبارات الجغرافية المكانية. هذه التطبيقات تدعم التفسير الفوري للأحداث مثل الكوارث الطبيعية والهجرة والإنتاج الزراعي، مما يعزز من إمكانيات التنبؤ واتخاذ القرارات.
الذكاء الاصطناعي في الفضاء لا يعزز فقط الأداء التشغيلي، بل يفتح أيضًا آفاقًا جديدة للاكتشاف والاستخدام المستدام للفضاء، مما يجعل هذه التكنولوجيا عنصرًا أساسيًا في مستقبل صناعة الفضاء.
ناقش مؤتمر “Big Data from Space” لعام 2019، والذي عقدته وكالة الفضاء الأوروبية (ESA)، ومركز الأقمار الصناعية الأوروبي (SatCen)، والمركز المشترك للبحوث (JRC)، أهمية تحليل البيانات الفضائية الضخمة باستخدام الذكاء الاصطناعي. بينما تتيح هذه البيانات تحسين الكفاءة واتخاذ القرارات، فإن إساءة استخدامها قد تؤدي إلى انتهاكات قانونية وأخلاقية، مثل الاستخدام غير المصرح به للمعلومات الجغرافية المكانية.
محاولات النمذجة المُستدامة في الفضاء
1. تجربة وكالة الفضاء الأوروبية (ESA)
تشهد تقنيات الذكاء الاصطناعي تطورًا مستمرًا، مما يتيح لها الاقتراب من تحقيق الموثوقية والمرونة المطلوبة في قطاع صناعة الفضاء. في هذا السياق، اعتمدت وكالة الفضاء الأوروبية تطبيقات الذكاء الاصطناعي في مجالات متعددة، منها العمليات المرتبطة بالأقمار الصناعية، مثل تحديد المواقع النسبية، والاتصالات، والصيانة. تُستخدم تقنيات التعلم الآلي في هذه العمليات لمحاكاة التفاعلات بين الأنظمة الذكية وتحليل البيانات الكبيرة الناتجة عن مراقبة الأرض وقياسات المركبات الفضائية. على سبيل المثال، تعتمد المركبات الآلية على المريخ على الذكاء الاصطناعي للتنقل الذاتي وتجنب التصادم، مما يقلل من تكلفة المهام الفضائية ويوفر مرونة أكبر في الاستكشاف.
تُنتج التطبيقات الفضائية كميات هائلة من البيانات التي تُحلل باستخدام خوارزميات التعلم الآلي. على سبيل المثال، يُستخدم “تعلم الخلية” لتوجيه المركبات الصغيرة المتصلة بشبكة واحدة. إذا تعلمت إحدى المركبات مناورات معينة أثبتت فعاليتها، فإن الشبكة بأكملها تستفيد من هذه المعرفة. يُعد هذا النهج ثوريًا في تحسين الكفاءة التشغيلية. ومع ذلك، لا تزال النماذج المعقدة لتعلم الآلة بحاجة إلى مزيد من التجارب لتحسين قدراتها لتلبية المتطلبات الدقيقة لصناعات الفضاء.
لكن، تعتمد الوكالة الأوروبية للفضاء (ESA) على الذكاء الاصطناعي لتطوير أنظمة أتمتة تجنب التصادمات الفضائية. لكن، إذا فشلت هذه الأنظمة أو أساءت تقدير التهديدات، فمن الذي يتحمل المسؤولية؟
2. تجربة البحث عن الحياة خارج الأرض (SETI)
مشروع البحث عن حياة ذكية خارج الأرض أو مشروع (SETI) يهدف إلى اكتشاف إشارات أو أدلة على حضارات متقدمة في الفضاء. يساعد الذكاء الاصطناعي في هذا المجال من خلال خوارزميات تعلم الآلة التي تُحلل البيانات الفضائية للبحث عن أنماط غير عادية. يقوم الذكاء الاصطناعي بفرز كميات ضخمة من البيانات لتحديد إشارات محتملة قد تشير إلى وجود حضارات ذكية، مما يوفر الوقت والجهد مقارنة بالطرق التقليدية.
على سبيل المثال، قام باحثون بتطوير خوارزمية تعتمد على الذكاء الاصطناعي لتحليل بيانات مسبار كيبلر بدقة وصلت إلى 90%. الخوارزمية قادرة على اكتشاف أنماط دقيقة تشير إلى إشارات بيولوجية، حتى في العينات القديمة. تم تدريب هذه الخوارزمية على مجموعة واسعة من العينات الحيوية وغير الحيوية، مما يجعلها أداة فعالة لاكتشاف الحياة في الفضاء. يمكن استخدام هذه التقنية لتحليل بيانات الصخور المريخية المأخوذة بواسطة المركبات الفضائية مثل كيوريوسيتي، مع إمكانية الكشف عن أصول الصخور القديمة والغموضية على الأرض. هذه التجارب تعزز فهمنا للحياة خارج الأرض وتفتح آفاقًا جديدة في استكشاف الفضاء.
الأجسام الفضائية.. مخاطر الذكاء الاصطناعي خارج نطاق الأرض
يشهد استخدام الذكاء الاصطناعي في الفضاء تحولًا تدريجيًا من النمط التقليدي الذي يعتمد على “اختيار بشري بمساعدة الحاسوب” إلى اتخاذ قرارات وتنفيذ إجراءات مستقلة تمامًا من قبل الأنظمة الذكية. هذا التحول يفتح المجال لظهور تحديات ومخاطر قانونية وأخلاقية جديدة تتعلق بالأضرار المحتملة التي قد تسببها الأجسام الفضائية الذكية.
يمثل انتشار واستخدام الأجسام الفضائية الذكية تحديًا كبيرًا للنظام القانوني الفضائي الحالي، لا سيما في الحالات التي تتسبب فيها هذه الأجسام بأضرار. وتشمل التحديات الرئيسية:
• انتهاك حقوق الخصوصية: قد يؤدي جمع وتحليل البيانات باستخدام الذكاء الاصطناعي إلى انتهاك خصوصية الأفراد أو الدول.
• مخالفة متطلبات حماية البيانات: يمكن أن تُساء إدارة البيانات الضخمة التي تُجمع بواسطة الذكاء الاصطناعي في الفضاء.
• إصابات ناتجة عن تصادم الأجسام الفضائية: قد تتسبب الأجسام الفضائية الذكية في تصادمات مع أجسام أخرى، ما يثير قضايا تتعلق بالمسؤولية القانونية والتعويض.
ختامًا، إنَّ تجربة الإقامة أو التواجد اخارج نطاق الأرض – في الفضاء الخارجي – تجربة محلِّ نقاش كبير. فلم تزل المسألة تتطلب مساعٍ قانونية وعلمية ذات طوابع جادَّة، كي تتحقق لفظة التواجد، والتي من المتوقع أن تتحوَّل إلى تعايش تنفتح معه مجالات مفيدة للطاقة والمناخ والزراعة.. وغيرها، في إطار تمهيد مُسبق يعتمد على إدارة ضخمة للبيانات وضمان لأتمتة حقيقية يبرُز خلالها هذا المشهد المأمول.