KI und Raumfahrt

Nachtrag:

"ESA: KI für Vorhersage der Zukunft

Ein kürzlich entwickelter "Deep Learning"-Algorithmus könnte dabei helfen, präzisere Vorhersagen über den Einfluss der Sonne auf unseren Planeten zu treffen. Diese Vorhersagen sind genauer als aktuelle Modelle, die auf wissenschaftlichen Erkenntnissen basieren. Eine Information der Europäischen Raumfahrtagentur (European Space Agency, ESA)."

Weiter in der Pressemeldung der ESA:
https://www.raumfahrer.net/news/raumfahrt/23112019093649.shtml

Viele Grüße
Rücksturz

Seltsame Formulierungen.

 Meine Prognose dazu: gehört zum verbreiteten KI/DeepLearning-Hype und wird dementsprechend die Erwartungen enttäuschen.

"genauer als aktuelle Modelle, die auf wissenschaftlichen Erkenntnissen basieren"
soll das heissen, die DeepLearning-Modelle basieren NICHT auf wissenschaftlichen Erkenntnissen ??

"Die ESA testet nun einen völlig anderen Algorithmus, der die gleichen Messdaten von Sonne und Erde verwendet, aber die Physik völlig ignoriert und stattdessen „Deep Learning“ einsetzt"
Wenn man "die Physik ignoriert", wird man beim Verständnis nicht weiterkommen - man erhält höchstens eine "black box", deren Ergebnisse man glauben muß/kann (oder auch nicht)
Na dann : viel Vergnügen .

Es mag seltsam erscheinen, aber die Formulierungen sind korrekt.
DeepLearning kann man für alles mögliche einsetzen, die tatsächlichen Zusammenhänge werden ignoriert, es kommt nur auf Input und Ergebnis an.

Insofern frage ich mich immer, warum man da von Algorithmus spricht? (abgesehen davon, dass DeepLearning auch ein Algorithmus ist, aber der ist ja eigentlich immer gleich.)

Hier passt auch noch ein älterer Nachtrag: 

"Mit KI zum besseren Verständnis des Erdsystems

Mit KI zum besseren Verständnis des Erdsystems - Internationales Forschungsteam gewinnt europäischen Förderpreis für Klimaforschung. Eine Pressemitteilung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR)."

Weiter in der Pressemeldung des DLR:
https://www.raumfahrer.net/news/raumfahrt/15102019165223.shtml

Viele Grüße
Rücksturz

Seltsame Formulierungen.

 Meine Prognose dazu: gehört zum verbreiteten KI/DeepLearning-Hype und wird dementsprechend die Erwartungen enttäuschen.

"genauer als aktuelle Modelle, die auf wissenschaftlichen Erkenntnissen basieren"
soll das heissen, die DeepLearning-Modelle basieren NICHT auf wissenschaftlichen Erkenntnissen ??

"Die ESA testet nun einen völlig anderen Algorithmus, der die gleichen Messdaten von Sonne und Erde verwendet, aber die Physik völlig ignoriert und stattdessen „Deep Learning“ einsetzt"
Wenn man "die Physik ignoriert", wird man beim Verständnis nicht weiterkommen - man erhält höchstens eine "black box", deren Ergebnisse man glauben muß/kann (oder auch nicht)
Na dann : viel Vergnügen .

In der Tat ist es problematisch, von Verständnis zu sprechen, einen Nutzten haben solche Vorhersagen aber auch, wenn man deren Ursprung nicht versteht, aber sie in der Regel akkurat sind. Von daher ist es schon sinnvoll als Zwischenlösung, bis man mehr echtes Verständnis für entwickelt hat

Zitat von: aasgeir am 30. Dezember 2019, 11:42:49

Seltsame Formulierungen.

 Meine Prognose dazu: gehört zum verbreiteten KI/DeepLearning-Hype und wird dementsprechend die Erwartungen enttäuschen.

"genauer als aktuelle Modelle, die auf wissenschaftlichen Erkenntnissen basieren"
soll das heissen, die DeepLearning-Modelle basieren NICHT auf wissenschaftlichen Erkenntnissen ??

"Die ESA testet nun einen völlig anderen Algorithmus, der die gleichen Messdaten von Sonne und Erde verwendet, aber die Physik völlig ignoriert und stattdessen „Deep Learning“ einsetzt"
Wenn man "die Physik ignoriert", wird man beim Verständnis nicht weiterkommen - man erhält höchstens eine "black box", deren Ergebnisse man glauben muß/kann (oder auch nicht)
Na dann : viel Vergnügen .

In der Tat ist es problematisch, von Verständnis zu sprechen, einen Nutzten haben solche Vorhersagen aber auch, wenn man deren Ursprung nicht versteht, aber sie in der Regel akkurat sind. Von daher ist es schon sinnvoll als Zwischenlösung, bis man mehr echtes Verständnis für entwickelt hat

Das ist ja dann eine Art Regression ohne Rücksicht auf die dahinter steckende Physik. Das funktioniert im Bereich der verfügbaren Ausgangsdaten ganz gut. Aber KI will ja eigentlich weitere Situationen vorhersagen, das wäre dann eine Extrapolation über den Bereich der verfügbaren Daten hinaus. Das kann zu großen Unsicherheiten führen. Da wird mir der Sinn des Vorgehens nicht ganz klar.

Selbst wenn man die Physik modelliert muss man immer noch vereinfachen usw. das macht es schon ungenau genug. Aber für Extrapolationen ist es wohl realistischer.

Ja, das ist richtig, man kann damit keine sinnvolle Extrapolation erwarten, aber darum geht es ja in dem Projekt auch nicht. Das Ziel ist ja, den Einfluss von Sonnenwinden auf die Athmosphäre basierend auf Messdaten vorherzusagen. Da bleibt man außer bei singulären Ereignissen eigentlich immer im Bereich dessen, was schonmal gemessen wurde. Und wenn dann eine "KI" bessere Vorhersagen liefert, als physikalische Modelle, ist es doch dem Anwender, der entsprechend die Satelliten steuern muss egal, solang sich die Messdaten im bekannten Bereich befinden

Auch ein DeepLearning-Ansatz braucht kontinuierlichen Zugang zu aktuellen Datensätzen zum Space Weather; deshalb sind weitere Anstrengungen zur Datengewinnung zB im Rahmen der SMILE-Mission (zusammen mit China, Start 2023) oder der LAGRANGE-Mission (zwei S/C am L1 bzw L5-Lagrangepunkt, für ein räumliches Bild des Sonnenwindgeschehens) so wichtig - unabhängig von der Auswertemethodik.
SOHO ist ja schon ganz schön betagt (Start 1995..) und Solar Orbiter wird -ähnlich wie Parker Solar Probe- speziell den sonnennahen Bereich der Korona untersuchen.

"DFKI: KI für die Raumfahrt - Transferlab mit ESA

KI für die Raumfahrt – ESA und DFKI starten gemeinsames Transferlab. Eine Pressemitteilung des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz GmbH (DFKI)."



Trümmer und defekte Raketenstufen im geostationären Ring. Es ist bekannt, dass alternde Satelliten Trümmer freisetzen und dass es aufgrund von Restenergien zu Explosionen kommen kann. Die daraus hervorgehenden Fragmente können zurückgeschleudert werden und die geostationäre Umlaufbahn kreuzen. Aus diesem Grund ist es von grundlegender Bedeutung, Restenergie freizusetzen, sobald die nominale Mission beendet ist.
(Bild: ESA)

Weiter in der Pressemitteilung des DFKI:
https://www.raumfahrer.net/news/raumfahrt/04022021143406.shtml

Viele Grüße
Rücksturz

"Künstliche Intelligenz für den Weltraum

Einen Satelliten bauen mit Künstlicher Intelligenz an Bord, die im Weltraum trainiert wird: Für dieses Projekt erhält der Würzburger Professor Hakan Kayal 2,6 Millionen Euro vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie. Eine Pressemitteilung der Universität Würzburg."



SONATE-2 im Orbit: Visualisierung des neuen Technologie-Erprobungssatelliten für hochautonome Nutzlasten und Künstliche Intelligenz.
(Bild: Hakan Kayal / Universität Würzburg)

Weiter in der Pressemitteilung der Uni Würzburg:
https://www.raumfahrer.net/news/raumfahrt/14042021120814.shtml

Viele Grüße
Rücksturz

"ESA: SuperVision Earth unterzeichnet InCubed-Vertrag

SuperVision Earth unterzeichnet als erstes deutsches Unternehmen InCubed-Vertrag. Eine Information der Europäischen Raumfahrtagentur (European Space Agency, ESA)."



Bild: Supervision

Weiter in der Information der ESA:
https://www.raumfahrer.net/news/raumfahrt/22042021093915.shtml

Viele Grüße
Rücksturz

"Daten der Erdbeobachtung für die Bundesverwaltung

BMI und DLR unterzeichnen Rahmenvertrag IF-Bund: Daten der Erdbeobachtung für die Bundesverwaltung. Eine Pressemitteilung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR)."



Innovative Auswerteverfahren.
(Bild: DLR (CC-BY 3.0))

Weiter in der Pressemitteilung des DLR:
https://www.raumfahrer.net/news/raumfahrt/06052021175441.shtml

Viele Grüße
Rücksturz

Extrapolieren ist so lange seriös, wie es keine Kipppunkte gibt. Man sammelt Daten, die man schon hat und bastelt daraus eine Vorhersage, die in bestimmter Abhängigkeit steht. Wenn man aber außergewöhnliche Ereignisse nicht wissenschaftlich begründen kann, ist eine Anwendung eher sinnlos. Ein "tiefes Lernen" muss ja auch auf Algorithmen basieren, die man vorher kennen muss.

"Überschwemmungen: Lageinformationen für Rettungskräfte

Das DLR erfasst Luftbilder und wertet sie mit weiteren Erdbeobachtungsdaten für die Helfer in den betroffenen Regionen aus. Künstliche Intelligenz (KI) verknüpft Informationen von Satelliten und Flugzeugen. Eine Pressemitteilung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR)."



DLR-Luftbildaufnahme über Schleiden. (Bild: DLR-ZKI (CC BY-NC-ND 3.0))

Weiter in der Pressemitteilung des DLR:
https://www.raumfahrer.net/ueberschwemmungen-lageinformationen-fuer-rettungskraefte/

Viele Grüße
Rücksturz

Was macht man, wenn ein bemannter Start zum Mars bevorsteht, und die KI sagt, dass es ungünstig ist?
Wartet man vielleicht zwei Jahre bis man wieder ein gutes Startfenster hat?
Interessant wird es vielleicht, wenn man genug Treibstoff hat und ausweichen könnte.

Mir ist gerade nicht klar, worauf du dich beziehst oder welches Szenario du genau meinst.

Welche KI? Wieso muss man mit genug Treibstoff ausweichen und wegen was?

Es ging ja ursprünglich darum, mittels KI eine Vorhersage für Sonneneruptionen zu machen, noch bevor man sie beobachten oder messen kann.
Für Satellitenbetreiber und Stromnetzbetreiber kann das sinnvoll sein, Vorkehrungen zu treffen, aber ein Raumschiff, was gerade unterwegs ist, da dürfte es schwieriger werden, auszuweichen.

1. Startfenster sind meistens Fenster mit einigen Wochen breite. Leichte Verschiebungen sind möglich.
2. Unbemannte Sonden kann man auch etwas auf einen Sonnensturm vorbereiten und z.b. in einen Tiefschlafmodus versetzen.
3. Ein Ausweichen steht eh nicht auf dem Programm. So etwas geht in der Orbitalmechanik praktisch nicht. So ein Auswurf von Sonnenmaterial ist nicht nur ein paar KM breit.
4. Für praktisch alle Konzepte für bemannte BEO Missionen (außer Apollo) wurden extra für solche Fälle Schutzräume eingeplant, in denen sich die Besatzung eine Weile zurückziehen können. Weitere Schutzmaßnahmen für die Ausrüstung sind mit etwas Vorlauf auch möglich.

Threadthema?

Gruß   Pirx

Gehört zwar auf den ersten blick nicht unbedingt hier her, aber wird wohl in zukunft auch erhebliche Auswirkungen in und auf die bemannte und unbemannte Raumfahrt haben:

https://teslarati.com/tesla-bot-robot-price-specs-2022

EM hat auf dem 'Artificial Intelligence Event' seinen zukünftigen humanoiden Roboter vorgestellt, welcher u.a. auch mit KI ausgestattet werden soll.
Der Prototyp soll 2022 rauskommen.

Die AI dieses Tesla Bot soll mit der neuen AI-Trainingsmethode/Supercomputer Dojo 'ausgebildet/betrieben' werden.

https://electrek.co/2021/08/20/tesla-dojo-supercomputer-worlds-new-most-powerful-ai-training-machine/

Videos dazu:





www.youtube.com/warch?v=DSw3IwsgNnc

Der gesamte AI-Tag



Und ne Zusammenfaßung auf deutsch!

Ich habe zwar jetzt in all den schönen Videos kein einziges mal das Wort "Raumfahrt" (bzw. "space travel") explizit erwähnt gefunden, aber ich glaube wir können uns alle lebhaft vorstellen, was diese Entwicklung für die Raumfahrt und die Besiedlung anderer Himmelskörper bedeuted.
Ich glaube wir stehen hier wieder einmal am anfang einer grandiosen Entwicklung mit gigantischen Möglichkeiten.
Die weiterentwickelte Version dieser Steuer-Hard- und Software werden wir mit Sicherheit in einigen Jahren in unterschiedlichen laufenden, rollenden, kriechenden und fliegenden Robotern an mehreren Stellen unseres Sonnensystems sehen.

Hoffen wir mal, dass der nächste autonom fliegende Mondlander nicht auf einer gelben Ampel landet