KI und ML sind längst über die Grenzen der Science-Fiction hinausgewachsen, wo sie einst nur als Werkzeuge für die Weltraumkolonisation und interstellare Erkundung gedacht waren.
Mit den jüngsten Missionen zur Marsoberfläche, der Entwicklung wiederverwendbarer, superschwerer Raketen durch SpaceX und der Forschung im Bereich der autonomen KI-Robotik stehen wir nun an der Schwelle zu einer neuen Ära der Weltraumerkundung.
Jüngste Forschungen haben den Weg für KI-integrierte Roboter geebnet, die Materialien direkt von der Planetenoberfläche abbauen und Strukturen errichten können, in denen Menschen sicher untergebracht und mit Sauerstoff versorgt werden können.
Innovative Forschungen zur "konstitutionellen KI", die sich auf demokratische Meinungsbildung stützt, könnten eine Lösung für die Weltraumverwaltung bieten und es der Menschheit ermöglichen, wirksame Verwaltungsmodelle auf andere Planeten zu "exportieren".
Anstatt dass die Kolonisatoren mit dem Bau beauftragt werden, könnten sie einfach in eine bewohnbare, fast fertige Anlage gehen und es sich dort gemütlich machen. KI-gestützte Verfassungen würden gesellschaftliche Funktionen unterstützen, die mit dem Fortschreiten und der Entwicklung der Kolonie leben und wachsen.
Exoplanetenentdeckung mit KI
Die Erforschung von Exoplaneten - Planeten außerhalb unseres Sonnensystems - ist ein entscheidender Schritt in unserem Bestreben, den Kosmos zu verstehen und möglicherweise bewohnbare Welten zu finden.
Während der Mars ein Sprungbrett für die Besiedlung von Exoplaneten ist, helfen uns die Identifizierung und Erforschung von Exoplaneten, mehr über die Erde zu erfahren und zu verstehen, warum sie die "Auserwählte" ist, um fortgeschrittene Lebensformen zu beherbergen.
Die Kepler-Weltraumteleskop der 2009 gestartet wurde, war für die weitere Erforschung von Exoplaneten von zentraler Bedeutung. Seine Hauptaufgabe bestand darin, über 150 000 Sterne zu beobachten und Exoplaneten zu identifizieren, indem er die winzige Abschwächung des Sternenlichts aufspürte, wenn Planeten durch ihre Wirtssterne hindurchgingen oder vor ihnen vorbeizogen.
Diese Mission, die von 2009 bis 2013 dauerte, führte zur Entdeckung von Tausenden von Exoplaneten, aber die schiere Menge der von Kepler gesammelten Daten war mit herkömmlichen statistischen Methoden nur schwer zu analysieren.
Die Einführung von KI, insbesondere von tiefen neuronalen Netzen namens ExoMinerermöglichte es den Forschern, jahrelange Daten von Weltraumteleskopen wie Kepler zu sichten und so neue Planeten mit bemerkenswerter Präzision zu identifizieren.
Im Jahr 2021 bestätigte ExoMiner 301 neue Exoplaneten. Die Kepler-Mission war in ihrer Gesamtheit unglaublich erfolgreich und führte zur Bestätigung von 4.888 Exoplaneten bis zum 6. Dezember 2021.
Keplers Vermächtnis ist tiefgreifend - nach neun Jahren im tiefen Weltraum lieferte es den Beweis, dass unser Nachthimmel mit Milliarden verborgener Planeten gefüllt ist, von denen viele in der Vergangenheit, Gegenwart oder Zukunft Leben beherbergen könnten.
Schaffung der Grundlagen für die Kolonisierung
Damit Menschen andere Planeten erfolgreich besiedeln können, benötigen sie reichlich Ressourcen - darunter Sauerstoff und Rohstoffe. Eine Möglichkeit besteht darin, die Ressourcen per Rakete in den Weltraum zu befördern, was mit dem Falcon Heavy-System von SpaceX zunehmend möglich wird.
Da jedoch jede Mission Milliarden von Dollar kostet, wäre es wesentlich effizienter, diese Ressourcen vor Ort mit Hilfe von autonomen Robotern und Forschungslabors, die vor der Ankunft der Menschen auf den Planeten geschickt werden, zu synthetisieren und zusammenzubauen.
Roboter könnten eine menschengerechte, vorgefertigte Infrastruktur für Kolonisatoren aufbauen. Die Infrastruktur könnte gebaut und rigoros getestet werden, um die Sicherheit zu gewährleisten, bevor Menschenleben aufs Spiel gesetzt werden. Es könnte sogar möglich sein, Ressourcen direkt auf der Oberfläche des betreffenden Planeten abzubauen.
Forscher haben bereits eine Vielzahl von theoretischen Konstruktionsmethoden für den Bau von Infrastrukturen auf Planeten wie dem Mars vorgeschlagen, u. a. für das jüngste NASA-Projekt 3D-Druck Habitat Challengedie Designer mit der Aufgabe betraute, praktische Unterkünfte mit eingebauten überlebenswichtigen Mechanismen zu bauen. Zu den Ideen gehörten der Bau von Unterkünften, die in den Rand von Klippen eingebaut werden, oder 3D-gedruckte Unterkünfte, die Eis als Baumaterial verwenden.
Die jüngsten Fortschritte in den Bereichen KI, ML und Robotik könnten den Bau außerhalb des Planeten unterstützen und vielleicht sogar den gesamten Bauprozess autonom abwickeln.
Ein chinesisches Forscherteam hat beispielsweise erfolgreich nutzte AI zur Erzeugung von Sauerstoff auf einer simulierten Marsoberfläche. Der KI-Roboter, wie er in der in der Zeitschrift Natur-Synthesehatte die Aufgabe, aus Gesteinsproben vom Mars einen Katalysator zu entwickeln, der für die Beschleunigung des Prozesses der Sauerstoffgewinnung aus Wasser unerlässlich ist.
Der so entstandene Katalysator hilft, Wasser (H2O) durch eine elektrochemische Reaktion in Sauerstoff (O2) und Wasserstoff (H2) zu spalten, was es theoretisch autonomen Robotern auf dem Mars ermöglichen würde, vor der Ankunft von Menschen Sauerstoff zu synthetisieren.
Professor Jun Jiang, einer der Co-Autoren der Arbeit, betonte die Bedeutung dieser Errungenschaft: "Die größte Auswirkung ist, dass ein KI-gesteuerter Roboter in der Lage ist, nützliche Chemikalien unter unbekannten Bedingungen und mit unbekannten Materialien herzustellen."
Roboter und autonome Forschungslabors wie diese könnten auf anderen Planeten Sauerstoff für die Menschen erzeugen, wenn sie dort ankommen, und so die Grundlage für die Kolonisierung schaffen.
Materialien auf anderen Planeten erzeugen
In der Forschung werden auch Methoden zur autonomen Entdeckung und Synthese neuer Materialien durch maschinelles Lernen entwickelt. DeepMind hat kürzlich einen neuen Meilenstein in der Materialwissenschaft mit seiner Grafische Netze für die Materialerkundung (GNoME).
GNoME 2,2 Millionen neue Kristalle gefundenwas nach Angaben der Forscher mit herkömmlichen Methoden etwa 800 Jahre dauern würde. 700 stabile Materialien wurden weiter getestet, und 41 von 58 wurden von einem autonomen Labor namens A-Lab synthetisiert.
Die A-Lab in Berkeley mischt und erhitzt Zutaten, um diese neuen Materialien zu synthetisieren, und kombiniert Robotik mit maschinellem Lernen, um die gesamte Aufgabe mit minimalem menschlichem Einsatz zu bewältigen.
Stellen Sie sich eine Zukunft vor, in der KI-Systeme wie GNoME auf Planeten wie dem Mars eingesetzt werden. In Verbindung mit anderen Technologien könnten sie bei der Identifizierung und Synthese von Materialien direkt aus der planetarischen Umgebung behilflich sein. In der Zwischenzeit könnten wiederverwendbare Raketen wie die Falcon Heavy Materialien von der Erde transportieren, um Bauroboter mit Rohstoffen oder flach verpackten, montagefertigen Teilen zu versorgen.
In der Vergangenheit hat die Forschung bereits Methoden zur Analyse der Oberfläche anderer Pflanzen entwickelt. Bis 2018 wussten wir wenig über die Zusammensetzung der Marsoberfläche und ihr Wetter, als die Mars InSight-Mission hat sich vorgenommen, den Planeten umfassend zu analysieren.
InSight verfügte über drei Hauptinstrumente: das Seismic Experiment for Interior Structure (SEIS), das Heat Flow and Physical Properties Package (HP³) und das Rotation and Interior Structure Experiment (RISE).
- SEIS, ein hochentwickeltes Seismometer, misst die internen Vibrationen des Mars und gibt Aufschluss über die Eigenschaften seiner Kruste, seines Mantels und seines Kerns.
- Ziel von HP³ war es, die Temperatur des Roten Planeten zu messen und seinen internen Wärmefluss zu bestimmen.
- RISE analysierte mit Hilfe der Radiowissenschaft die Wobbelung des Mars-Nordpols, um Einblicke in die Größe und Zusammensetzung des metallischen Kerns des Mars zu gewinnen.
Erkundungsmissionen wie InSight können erste Daten von kolonisierbaren Planeten sammeln, um Technologien und Techniken zur Maximierung der Ressourcennutzung auf dem betreffenden Planeten zu entwickeln.
Der Bauprozess würde darin bestehen, die einzigartige Geologie und atmosphärische Zusammensetzung des Planeten zu nutzen, um Materialien zu schaffen, die für den Bau von Habitaten, Lebenserhaltungssystemen und anderer wichtiger Infrastruktur für menschliche Kolonien geeignet sind.
Die Fähigkeit der KI, Millionen potenzieller Kombinationen schnell zu analysieren und zu iterieren, würde den Prozess der Suche nach geeigneten Materialien für verschiedene Kolonisierungsanforderungen beschleunigen.
KI für die Weltraumverwaltung
Sobald Kolonien im Weltraum errichtet sind, kann die KI dabei helfen, sie zu verwalten.
Die Weltraumverwaltung ist ein komplexes Thema, das uns zu der Frage zwingt, wessen Politik und Gesellschaftsmodelle wir in die neue Kolonie exportieren.
Gewählte oder repräsentative Formen der Regierungsführung aus einer begrenzten Anzahl von Menschen zu bilden, ist nicht ideal, insbesondere in der Anfangsphase der Kolonisierung. Konflikte und unterschiedliche Auffassungen könnten katastrophale Folgen haben, vor allem, wenn die Kolonisatoren auch noch mit dem Stress und den Unbilden der Besiedlung eines anderen Planeten fertig werden müssen.
KI könnte eine Lösung bieten, indem sie vorgefertigte Governance-Modelle anbietet, die wir auf der Erde entwickeln. Ein interessantes Beispiel ist die Arbeit von Anthropic an "Konstitutionelle KIDabei geht es um die Kodierung expliziter Werte in KI-Systemen durch einen demokratischen Prozess.
Der Einsatz von konstitutioneller KI bietet einen neuartigen Ansatz zur Einbindung demokratischer Werte in KI-Systeme. Dazu gehört die Beteiligung der Öffentlichkeit an der Ausarbeitung einer Reihe von Grundsätzen oder einer "Verfassung" für KI-Modelle, um sicherzustellen, dass die Entscheidungsfindung mit allgemein akzeptierten Normen und Werten übereinstimmt.
Öffentlichkeit im Weltraum - Ethik und Recht
Anthropic hat seine Arbeit an konstitutioneller KI vorangetrieben und "kollektive verfassungsrechtliche KIDabei handelt es sich um ein von Anthropic eingesetztes öffentliches Eingabeverfahren, bei dem rund 1 000 Amerikaner eine Verfassung für ein KI-System entwerfen sollten, um zu zeigen, dass es möglich ist, die Öffentlichkeit in die KI-Governance einzubeziehen.
Bemerkenswerterweise hat sich gezeigt, dass diese Technik im Vergleich zu den konstitutionellen Standardmodellen von Anthropic zu besseren Ergebnissen führt.
Im Zusammenhang mit der Weltraumverwaltung könnten ähnliche Prozesse durchgeführt werden, um globale Beiträge zu wichtigen Themen wie Ressourcenzuteilung, interplanetare Ethik und Umweltschutz zu sammeln.
Dieser demokratische Ansatz stellt sicher, dass KI-Systeme in der Weltraumverwaltung von unterschiedlichen Perspektiven geleitet werden, wodurch die Politik repräsentativer und integrativer wird. Außerdem könnten sie sich mit dem Wachstum der Weltraumgesellschaften weiterentwickeln.
Konstitutionelle KI-Systeme könnten so konzipiert werden, dass sie Weltraumgesetze und -politiken aufrechterhalten und durchsetzen, die einen kollektiven menschlichen Konsens widerspiegeln, indem sie diesen Ansatz auf die Weltraumverwaltung anwenden.
Dies könnte die Steuerung des Weltraumverkehrs, die Regulierung von Bergbauaktivitäten auf Himmelskörpern und die Gewährleistung einer ethisch und ökologisch verantwortlichen Weltraumforschung umfassen. Darüber hinaus kann der Ansatz der öffentlichen Verfassung dazu beitragen, dass die Überwachungs- und Durchsetzungsmaßnahmen transparent und auf die öffentlichen Werte abgestimmt sind.
Natürlich gibt es hier noch viel zu tun, da es schwierig ist, die Einhaltung ethischer Grundsätze durch die KI mit der praktischen Funktionalität in Einklang zu bringen, vor allem, um die Schaffung übermäßig vorsichtiger oder wenig hilfreicher Systeme zu vermeiden. Außerdem wären KI-Governance-Systeme immer noch anfällig für KI-bedingte Voreingenommenheit und Falschdarstellung, wie Anthropic in seiner Arbeit einräumt.
Vom autonomen Bau bewohnbarer Gebäude bis hin zu KI-gestützter Regierungsführung - die Gefahren und Ängste der Weltraumkolonisation stellen sowohl einen neuen Horizont als auch eine Herausforderung dar.
KI wird in der Lage sein, einen Teil der Arbeit bei Weltraumkolonisierungsprojekten zu übernehmen und möglicherweise eine bewohnbare Infrastruktur mit Sauerstoff, natürlichen Ressourcen und vielleicht sogar fruchtbaren Farmen zu schaffen, die die Kolonisten bei ihrer Ankunft ernähren.
Im Bereich der Regierungsführung würde die KI die Menschheit in die Lage versetzen, streng getestete Verfassungsmodelle zu entwerfen und zu exportieren, die wichtige Entscheidungen auf transparente Weise ermöglichen.
Science-Fiction? Vorläufig, aber wahrscheinlich nicht für immer.
