Melhorando a vida na Estação Espacial Internacional (ISS)
Como um robô com um sistema de sensores baseado em IA poderia facilitar a vida cotidiana dos astronautas
A tecnologia SoundSee da Bosch alerta a tripulação a bordo da Estação Espacial Internacional (EEI) no caso de algum problema de funcionamento. Um ex-astronauta participou do seu desenvolvimento: Michael Foale sabe o que faz a diferença no espaço.
Caminhadas em órbita
O espaço é um lugar familiar para Michael Foale. Como astronauta, ele já foi para o espaço seis vezes, entre 1992 e 2004, sendo comandante da Estação Espacial Internacional (EEI) por seis meses. Ele flutuou livremente em órbita quatro vezes durante suas viagens: “Minha primeira caminhada espacial ainda está fresca na memória”, relata. “Quando eu saí do ônibus espacial, consegui ver a Terra e a Via Láctea. Foi de tirar o fôlego”. Ele tinha esse sonho desde seus seis anos. “Eu sempre quis ir para o espaço, acima de tudo, por causa da vista fantástica”, diz Foale.
374 dias
Esse é o tempo que Michael Foale passou no espaço. Até 2008, esse era um recorde para astronautas dos EUA.
Potencial de viagem espacial
Hoje, Foale tem 62 anos e seus dias de orbitar a Terra a bordo de foguetes já ficou no passado. Mas o seu entusiasmo pela viagem espacial é inabalável – e isso é algo que ele deseja passar adiante.
Ele acha que o campo do turismo espacial tem muito potencial: “No futuro, espero que mais pessoas tenham a oportunidade de viajar para o espaço. Acredito que isso despertaria um novo interesse e impulsiona a criação de empresas privadas autofinanciadas que não dependam de financiamento do governo.” Empresas como essas poderiam acelerar a exploração espacial e o desenvolvimento de novas tecnologias. Já estamos colhendo os benefícios da inovação para a astronáutica, como alarmes de incêndio, materiais celulares/espumados e sensores de imagens para câmeras de celulares, por exemplo.
Muitos cientistas acreditam que a humanidade deve se expandir para o espaço para alimentar a crescente demanda por recursos, minerando matérias-primas em asteroides e colonizando novos planetas.
Foale está convencido de que os robôs podem desempenhar um papel crucial no futuro da viagem espacial. “Acredito que a colaboração entre humanos e máquinas mudará nossas vidas e que os robôs serão muito úteis para a exploração espacial”, diz. É por isso que ele faz parte de um grupo de pesquisadores que trabalham para desenvolver robôs para atuar no espaço. O SoundSee, um sistema de sensores da Bosch para análise profunda de áudio, será integrado à EEI. Uma vez que chegar em órbita, na lua, a capacidade do SoundSee para identificar falhas em maquinário e dispositivos por análise de ruído será colocada à prova.
Mini-robôcom microfones
A tecnologia SoundSee para a EEI foi desenvolvida pela Bosch e pela Astrobotic, uma empresa dos EUA especializada em robótica espacial. Michael Foale tem apoiado a equipe com testes em Terra há cerca de um ano. O sistema SoundSee é montado no Astrobee, um mini robô em forma de cubo desenvolvido pela NASA que flutua autonomamente pela EEI. Deste ponto de vista, espera-se que os microfones SoundSee registrem continuamente os ruídos de operação das máquinas e equipamentos a bordo da estação espacial.
Em busca de falhas com o SoundSee
Os arquivos de áudio serão então enviados de volta à Terra para avaliação pelos cientistas da Bosch. Os pesquisadores esperam poder determinar se os ruídos operacionais emitidos por máquinas individuais correspondem ou se desviam dos padrões de sons típicos. Usando as assinaturas sonoras divergentes, eles seriam capazes de determinar se as máquinas estão apresentando problemas técnicos ou se um defeito deve ser esperado em um futuro próximo. “Essas verificações são especialmente importantes para os sistemas vitais a bordo da EEI, como os sistemas de tratamento do ar ou iluminação”, explica Foale. Se o SoundSeeinformar os cientistas sobre uma falha iminente, a tripulação da EEI poderá ser devidamente notificada para realizar reparos na máquina em questão ou substituir os componentes afetados.
Tempo poupado para astronautas ocupados
No outono de 2019, o sistema de sensores foi enviado à EEI a bordo de um foguete. Foale acredita que o SoundSee servirá como uma ajuda vital no trabalho diário dos astronautas: “Na EEI, o dia de trabalho é repleto de tarefas. Os astronautas estão empreendendo estudos sobre os efeitos da gravidade zero sobre células, plantas e o organismo humano. Esse conhecimento é muito importante para o planejamento e a implementação de futuras missões ao espaço. Um programa atlético também faz parte da vida cotidiana na EEI. Os músculos dos astronautas se atrofiam mais rápido no espaço do que na Terra devido à falta de atividade que anda de mãos dadas com a gravidade zero. Isso significa que os músculos devem ser exercitados para evitar problemas de saúde quando os astronautas retornarem à Terra. Além disso, os astronautas também estão constantemente ocupados em verificar a presença de defeitos no equipamento de bordo. É aqui que o SoundSee atua. “Esse sistema economiza o tempo dos astronautas, que poderiam usar para coisas mais importantes. Se o solucionador de problemas flutuante funcionar conforme o esperado, ele avisará a equipe antes que ocorram problemas. Isso pouparia ainda mais tempo: “É mais fácil manter uma máquina do que repará-la depois de uma falha”, diz Foale.
Monitor útil na Terra e além
Se o teste a bordo da EEI for bem-sucedido, a integração da inteligência artificial (IA) será o próximo passo concebível. A IA analisa os dados de áudio e automatiza o processo de solução de problemas. Talvez um dia, o SoundSeeseja um recurso padrão em espaçonaves, uma ferramenta indispensável para apoiar a exploração humana do espaço. Mas, independentemente do que o futuro guardar para as viagens espaciais, os desenvolvedores do SoundSeeestão confiantes de que os testes a bordo da EEI vão produzir descobertas que também podem ser úteis na Terra. O SoundSeepode ser usado para monitorar sistemas de aquecimento, ventilação e ar-condicionadoou motores de veículos, por exemplo. Enquanto isso, o espaço é o laboratório de testes perfeito para os desenvolvedores ajustarem o sistema de sensores - não por causa das vistas deslumbrantes, mas porque o vácuo do espaço não é tão barulhento quanto a superfície da Terra.
SoundSee: A análise de áudio torna a EEI mais segura
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Dr. Colin Michael Foale, 62
Ex-astronauta dos EUA e comandante da EEI
Colin Michael Foale é britânico de nascimento. Ele estudou física na Universidade de Cambridge, onde recebeu seu doutorado em astrofísica, em 1982. Depois de se graduar como bacharel, ele se mudou para os EUA para trabalhar para a fabricante de aeronaves McDonnellDouglas antes de entrar na NASA, em 1983, onde ele trabalhou no centro de controle de voo do Centro Espacial Johnson em Houston, Texas. Nove anos depois, ele foi para o espaço pela primeira vez.
Como astronauta, Foale participou de seis voos espaciais e passou um total de 374 dias no espaço. Em 2013, ele saiu da NASA para aplicar métodos de aprendizado de máquina a veículos aeroespaciais com sua empresa, a Foale Aerospace, Inc.
Resumo
O sistema de sensores Bosch SoundSee será testado na Estação Espacial Internacional (EEI). Seu trabalho é registrar o ruído operacional do maquinário, para que pesquisadores na Terra o analise visando detectar quaisquer falhas técnicas. Se o teste for bem-sucedido, o SoundSee poderá lidar com inspeções de máquinas a bordo e dar aos astronautas um descanso necessário.
