La UV marca el camino a los robots espaciales con simulaciones virtuales de suelo lunar

Un grupo de investigadores del Instituto de Robótica y Tecnologías de la Información recrea con IA y realidad extendida las superficies de cuerpos celestes como la Luna, para que los algoritmos de los ‘rovers’ puedan entrenarse en la Tierra antes de ir a una misión espacial

Equito ARTEC-IRTIC.

Equito ARTEC-IRTIC. / Levante-EMV

El Instituto de Robótica y Tecnologías de la Información y las Comunicaciones de la Universitat de València (IRTIC) ha participado hasta este mes de junio en una iniciativa financiada por la Agencia Espacial Europea (ESA), que pretende ayudar a que las misiones que envían robots rovers —u otros equipos autónomos— al espacio sean exitosas. En concreto, el objetivo era dar soluciones y responder a la falta de datos que tienen las aplicaciones de Inteligencia Artificial espacial.

El sector de la IA junto al de la realidad extendida (RX) han crecido con una gran rapidez y, por ejemplo, se usan para realizar modelos útiles en el sector de la medicina. Viendo esto, desde el IRTIC apuntan que también se ha generado interés en el sector aeroespacial; de hecho, la ESA ha impulsado la integración de IA en sus sistemas de datos de operaciones de misión y ha trazado una hoja de ruta centrada en la automatización (A2I) y dedicando un lugar destacado a la IA y la RX en su Agenda 2025.

De ahí surge la iniciativa «AI-Aided-XR: AI Aided eXtended Reality applications», que se ha desarrollado desde octubre de 2023 hasta junio de 2024 y que se ha centrado en entrenar y probar dispositivos de IA de conducción autónoma sobre el suelo lunar para lo que, entre otras cosas, crea simulaciones del suelo y superficie lunar, lo que contribuye en la investigación espacial. Es relevante ya que, cabe apuntar que uno de los problemas del sector es la falta de datos y fotografías de algunas zonas de la luna —como la cara oculta, a donde recientemente ha llegado China— o la superficie de Marte.

El equipo valenciano del IRTIC que participa en el proyecto ha generado softwares que recrean de manera virtual las superficies para que, dicho de una forma simple, los rovers que sean enviado con misiones al espacio puedan 'entrenarse' previamente en la Tierra, en superficies similares a las que se puedan encontrar. 

«Interesa que se puedan generar muestras con el mismo patrón, para que sirvan de entrenamiento a los algoritmos de la inteligencia artificial de navegación autónoma, por ejemplo, para alunizar bien. Los rovers necesitan muchos datos para entrenarse y, si no hay reales, hay que crearlos. Creamos softwares y simulaciones 3D para generar conjuntos de entrenamiento de los rovers», indica Marcos Fernández Marín, director el grupo ARTEC del IRTIC. Supone la fusión de la realidad virtual y la inteligencia artificial para crear sintéticamente conjuntos de datos en un simulador.

Imagen de una de las simulaciones.

Imagen de una de las simulaciones. / Levante-EMV

Son, por tanto «imágenes sintéticas, no de la luna real», aunque por apariencia nadie lo diría, ya que parecen fotografías. «Era un proyecto para explorar la tecnología, si puede funcionar, y se ha visto que sí, y la idea es generalizarlo», dicen desde el IRTIC.

Experiencia previa sobre Marte

Del IRTIC se han implicado cinco profesionales, aunque en laboratorio son un total de 25. El equipo ya era especialista en la generación del terreno, pues ya habían realizado anteriormente una representación de Marte, para formación y divulgación, y por eso les contactó la empresa adjudicataria del proyecto, relata Fernández. 

Como explican desde el instituto, la comunidad internacional puede dar a estas recreaciones de suelo lunar o de otros cuerpos celestes con IA y RX usos que abarcan dispositivos educativos que utilizan la realidad aumentada para interactuar con imágenes de satélite; o para turismo comercial; y cabe la posibilidad de que los operadores de las misiones vean imágenes del terreno etiquetadas y clasificadas automáticamente tomadas por los vehículos exploradores planetarios.  

La IA también desempeña un papel clave en las oportunidades de investigación derivadas de la misión Mars Sample Return (MSR, misión de retorno de muestras de Marte, en inglés) debido a la importancia de las técnicas de visión por ordenador para estimar la posición de los objetos. 

La iniciativa, financiada por la Agencia Espacial Europea (ESA), se ha desarrollado desde octubre de 2023 hasta junio de 2024 y cuenta con la participación del IRTIC a través del grupo ARTEC. Conforma el consorcio del proyecto junto a GMV NSL Ltd, del Reino Unido, GMV Soluciones Globales Internet SAU, de España, GMV Innovating Solutions Sp, de Polonia, y el Centro Europeo de Operaciones Espaciales de la ESA, de Alemania.

El resultado del año de trabajo se presentó en el workshop «9th European Mission Operations Data System Architecture Workshop (ESAW)», que la ESA celebró los días 13 y 14 de junio en Alemania. El evento se realiza desde 2005 y en sus últimas ediciones ya ha dado cabida a ámbitos tan novedosos y recientes como el Big Data, la realidad aumentada y virtual, el aprendizaje automático (machine learning) y la computación cuántica.