Interação homem-máquina e inteligência artificial no espaço


Assistente para astronautas CIMON-2 está a caminho da Estação Espacial Internacional


Um novo CIMON para a Estação Espacial Internacional (ISS): o CIMON-2 (Crew Interactive MObile companioN), o assistente interativo móvel para a tripulação, decolou em 5 de dezembro de 2019 em sua jornada rumo ao espaço. Esta versão modificada do assistente para astronautas foi equipada para novas tarefas e foi desenvolvida e construída na Alemanha. Como seu antecessor, o CIMON-2 será utilizado no módulo europeu de pesquisas Columbus. O CIMON é um demonstrador esférico de tecnologia para interação homem-máquina que se movimenta de forma autônoma e possui inteligência artificial.

“O CIMON-1 voltou à Terra em 27 de agosto de 2019, depois de passar 14 meses na ISS, e já chegou às instalações da Airbus em Friedrichshafen”, diz Christian Karrasch, Gerente de Projetos do CIMON na Administração Espacial do Centro Aeroespacial Alemão (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt; DLR) em Bonn. O experimento tecnológico foi desenvolvido e construído pela Airbus em Friedrichshafen e Bremen a pedido da Administração Espacial e financiado pelo Ministério Federal Alemão para Assuntos Econômicos e Energia (Bundesministerium für Wirtschaft und Energie). 

A inteligência artificial do demonstrador é baseada na tecnologia Watson da IBM, e especialistas médicos do Hospital Universitário Ludwig-Maximilian em Munique (Klinikum der Ludwig-Maximilians-Universität München, LMU) são responsáveis ​​pelas questões científicas. Em 15 de novembro de 2018, o CIMON-1 se tornou a primeira IA do mundo a ser utilizada na ISS, trabalhando com o astronauta alemão Alexander Gerst da ESA.



“Queremos usar o CIMON-2 para expandir a bem-sucedida demonstração do CIMON”, diz Christian Karrasch. Em sua estreia, o primeiro CIMON demonstrou de forma impressionante que um aplicativo móvel baseado em IA pode funcionar na ISS, ao trabalhar em conjunto com Alexander Gerst por 90 minutos. “O CIMON-2 deverá permanecer na ISS e apoiar a tripulação por até três anos”, explica Till Eisenberg, Gerente de Projetos do CIMON da Airbus. “Os microfones do CIMON-2 são mais sensíveis e têm um senso de direção mais avançado. Seus recursos de IA e a estabilidade de seus complexos aplicativos de software também foram significativamente aprimorados”. Outro ponto-chave na evolução do CIMON é sua vida útil estendida: “Para esta missão, também estamos considerando outras etapas, como carregar a IA em uma nuvem na ISS”.



Isso representaria um marco no desenvolvimento de um sistema de assistência completamente autônomo. Christian Karrasch, Gerente de Projetos da DLR, disse: “Ao viajar para a Lua ou Marte, a tripulação poderia contar com um serviço de assistência baseado em IA, mesmo sem um link permanente de dados com a Terra. Por outro lado, uma aplicação na Terra poderia ser, por exemplo, apoiando pessoas em tarefas complexas em locais com infraestrutura precária”.

A IBM é responsável pela implementação da inteligência artificial do CIMON. “Durante sua primeira utilização na ISS, a CIMON provou que não apenas pode compreender o conteúdo em contexto, mas também a intenção por trás dele”, explica Matthias Biniok, Líder de Projetos da IBM para o Watson AI. “O CIMON-2 está dando um passo adiante. Graças ao IBM Watson Tone Analyzer da IBM Cloud em Frankfurt, na Alemanha, ele agora é capaz de avaliar as emoções dos astronautas e reagir de maneira apropriada à situação, a pedido dos astronautas ou quando sua análise emocional for testada como parte de um experimento. Isso significa que o CIMON-2 pode, se necessário, até deixar de ser um assistente científico para um empático parceiro de conversa”.

A ‘família’ CIMON

O assistente interativo para astronautas CIMON foi desenvolvido e construído pela Airbus em Friedrichshafen e Bremen a pedido da Administração Espacial do Centro Aeroespacial Alemão (DLR) e financiado pelo Ministério Federal Alemão de Assuntos Econômicos e Energia. A tecnologia Watson AI da IBM Cloud fornece inteligência artificial controlada por voz. Cientistas do Hospital Universitário Ludwig-Maximilian em Munique (LMU) ajudaram a desenvolver e supervisionar os aspectos humanos do sistema de assistência. Uma equipe de projetos com aproximadamente 50 membros da DLR, Airbus, IBM e LMU trabalha na implementação do CIMON desde agosto de 2016. 

O protótipo do experimento tecnológico esteve a bordo do ISS de 2 de julho de 2018 a 27 de agosto de 2019 e fez sua estreia de 90 minutos – inédita no mundo – em 15 de novembro de 2018 com o astronauta alemão Alexander Gerst da ESA. Não é por acaso que o nome do CIMON lembra o ‘Professor Simon Wright’, o assistente robótico – ou o ‘cérebro voador’ – da série japonesa de ficção científica ‘Captain Future’.

Assistente para astronautas CIMON-2 está a caminho da Estação Espacial Internacional


A ideia

Desenvolvido e construído na Alemanha, o CIMON é um experimento tecnológico para apoiar os astronautas e aumentar a eficiência de seu trabalho. O CIMON é capaz de mostrar e explicar informações e instruções para experimentos científicos e serviços de reparos. O acesso controlado por voz a documentos e mídia é uma vantagem, pois os astronautas podem manter as duas mãos livres. Ele também pode ser usado como uma câmera móvel para economizar tempo da tripulação de astronautas. O CIMON pode ser particularmente usado para executar tarefas de rotina, como documentar experimentos, pesquisar objetos e controlar estoques. O CIMON também pode ver, ouvir, entender e falar. 


O CIMON pode se orientar usando seus ‘olhos’ – uma câmera estéreo e uma câmera de alta resolução que utiliza para reconhecimento facial – bem como duas outras câmeras montadas nas laterais que usa para documentação de fotos e vídeos. Os sensores de ultrassom medem distâncias para reconhecer possíveis colisões. Seus ‘ouvidos’ compreendem oito microfones para identificar direções e um microfone direcional adicional para melhorar o reconhecimento de voz. Sua ‘boca’ é um alto-falante que pode ser usado para falar ou tocar música. 

Assistente para astronautas CIMON-2 está a caminho da Estação Espacial Internacional


No coração da IA ​​para o entendimento do idioma está a tecnologia IBM Watson AI da IBM Cloud. O CIMON não foi equipado com recursos de auto aprendizado e requer instruções humanas ativas. A IA usada para navegação autônoma foi fornecida pela Airbus e foi projetada para planejamento de movimento e reconhecimento de objetos. Doze rotores internos permitem que o CIMON se mova e gire livremente em todas as direções. Isso significa que ele pode se voltar para o astronauta quando abordado, acenar com a cabeça e balançar a cabeça e seguir o astronauta – tanto de forma autônoma como sob comando.

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