L'intelligenza artificiale e il ML hanno da tempo superato i confini della fantascienza, dove un tempo erano immaginati solo come strumenti per la colonizzazione dello spazio e l'esplorazione interstellare.
Con le recenti missioni sulla superficie marziana, lo sviluppo di razzi superpesanti riutilizzabili da parte di SpaceX e la ricerca sulla robotica autonoma AI, ci troviamo ora sulla cuspide di una nuova era nell'esplorazione dello spazio.
Recenti ricerche hanno aperto la strada a robot integrati nell'intelligenza artificiale per estrarre materiali direttamente dalla superficie planetaria e costruire strutture in grado di ospitare in sicurezza gli esseri umani, con tanto di scorte di ossigeno.
Una ricerca innovativa sull'"intelligenza artificiale costituzionale" guidata da opinioni di origine democratica potrebbe fornire una soluzione per la governance spaziale, consentendo all'umanità di "esportare" modelli di governo efficaci su altri pianeti.
Invece di essere incaricati di costruire, i colonizzatori potrebbero semplicemente entrare in una struttura abitabile e quasi completa e sentirsi a casa. Le costituzioni mantenute dall'IA sosterrebbero le funzioni sociali che vivono e crescono con il progredire e l'evolversi della colonia.
Scoperta di esopianeti con l'intelligenza artificiale
L'esplorazione degli esopianeti - pianeti al di fuori del nostro sistema solare - è un passo fondamentale nella nostra ricerca per comprendere il cosmo e potenzialmente identificare mondi abitabili.
Mentre Marte è un trampolino di lancio verso la colonizzazione degli esopianeti, l'identificazione e la ricerca sugli esopianeti ci aiutano a capire meglio la Terra e perché è la "prescelta" per ospitare forme di vita avanzate.
Il Telescopio spaziale Kepler lanciato nel 2009, è stato fondamentale per la ricerca sugli esopianeti. La sua missione principale consisteva nell'osservare oltre 150.000 stelle, identificando gli esopianeti attraverso il rilevamento del minimo oscuramento della luce stellare quando i pianeti transitavano o passavano davanti alle loro stelle ospiti.
Questa missione, durata dal 2009 al 2013, ha portato alla scoperta di migliaia di esopianeti, ma la mole di dati raccolti da Kepler è stata eccezionalmente difficile da analizzare con i metodi statistici tradizionali.
L'introduzione dell'IA, in particolare della rete neurale profonda denominato ExoMinerha permesso ai ricercatori di passare al setaccio anni di dati provenienti da telescopi spaziali come Kepler, consentendo l'identificazione di nuovi corpi planetari con notevole precisione.
Nel 2021, ExoMiner ha convalidato 301 nuovi esopianeti. La missione Kepler, nel suo complesso, ha avuto un successo incredibile, con la conferma di 4.888 esopianeti al 6 dicembre 2021.
L'eredità di Kepler è profonda: dopo nove anni nello spazio profondo, ha fornito la prova che il nostro cielo notturno è pieno di miliardi di pianeti nascosti, molti dei quali potrebbero essere in grado di supportare la vita nel passato, nel presente o nel futuro.
Gettare le basi per la colonizzazione
Affinché gli esseri umani possano abitare con successo altri pianeti, avranno bisogno di ampie risorse, tra cui ossigeno e materie prime. Una possibilità è quella di trasportare le risorse nello spazio tramite razzi, cosa che è diventata sempre più possibile con il sistema Falcon Heavy di SpaceX.
Tuttavia, dato che ogni missione costa miliardi di dollari, sarebbe molto più efficiente sintetizzare e assemblare queste risorse in loco utilizzando robot autonomi e laboratori di ricerca inviati sul pianeta prima dell'arrivo degli esseri umani.
I robot potrebbero iniziare a costruire infrastrutture prefabbricate e pronte per l'uomo per i colonizzatori. Le infrastrutture potrebbero essere costruite e rigorosamente testate per garantire la sicurezza prima di mettere in gioco delle vite. Potrebbe anche essere possibile estrarre risorse direttamente dalla superficie del pianeta in questione.
I ricercatori hanno già proposto una moltitudine di metodi di costruzione teorici per la realizzazione di infrastrutture su pianeti come Marte, anche per il recente progetto della NASA Sfida dell'habitat in stampa 3Dche ha affidato ai progettisti il compito di costruire rifugi pratici con meccanismi di sopravvivenza critici incorporati. Le idee includevano la costruzione di rifugi costruiti sul fianco delle scogliere o di rifugi stampati in 3D che utilizzavano il ghiaccio come materiale da costruzione.
I recenti progressi nel campo dell'intelligenza artificiale, dell'intelligenza artificiale e della robotica sarebbero in grado di supportare la costruzione fuori dal pianeta, forse anche gestendo autonomamente il processo di costruzione end-to-end.
Ad esempio, un gruppo di ricerca cinese è riuscito a ha utilizzato l'intelligenza artificiale per creare ossigeno su una superficie marziana simulata. Il robot di intelligenza artificiale, come si legge nello studio pubblicato su Sintesi della naturaè stato incaricato di sviluppare un catalizzatore a partire da campioni di roccia marziana, essenziale per accelerare il processo di produzione di ossigeno dall'acqua.
Il catalizzatore così ottenuto aiuta a scindere l'acqua (H2O) in ossigeno (O2) e idrogeno (H2) attraverso una reazione elettrochimica, che teoricamente consentirebbe ai robot autonomi su Marte di sintetizzare l'ossigeno prima dell'arrivo dell'uomo.
Il professor Jun Jiang, coautore del lavoro, ha sottolineato l'importanza del risultato, affermando: "La più grande implicazione è che un robot guidato dall'intelligenza artificiale è in grado di produrre sostanze chimiche utili in condizioni sconosciute con materiali sconosciuti".
Robot e laboratori di ricerca autonomi come questi potrebbero creare ossigeno su altri pianeti per gli esseri umani al loro arrivo, gettando le basi per la colonizzazione.
Creare materiali su altri pianeti
La ricerca sta anche scoprendo metodi per scoprire e sintetizzare autonomamente nuovi materiali utilizzando l'apprendimento automatico. DeepMind ha recentemente raggiunto una nuova pietra miliare nella scienza dei materiali con il suo Sistema di reti grafiche per l'esplorazione dei materiali (GNoME).
GNoME localizzato 2,2 milioni di nuovi cristalliche, secondo i ricercatori, richiederebbe circa 800 anni con i metodi convenzionali. 700 materiali stabili sono stati ulteriormente testati e 41 su 58 sono stati sintetizzati da un laboratorio autonomo chiamato A-Lab.
Il Laboratorio A di Berkeley mescola e riscalda gli ingredienti per sintetizzare questi nuovi materiali, combinando la robotica con l'apprendimento automatico per gestire l'attività end-to-end con il minimo contributo umano.
Immaginate un futuro in cui sistemi di intelligenza artificiale come GNoME vengano impiegati su pianeti come Marte. Abbinati ad altre tecnologie, potrebbero essere fondamentali per identificare e sintetizzare materiali direttamente dall'ambiente planetario. Nel frattempo, razzi riutilizzabili come il Falcon Heavy potrebbero trasportare materiali dalla Terra per rifornire i robot da costruzione con materie prime o parti pronte da assemblare.
Le ricerche passate hanno già stabilito metodi per analizzare la superficie di altre piante. Si sapeva poco della composizione della superficie marziana e del suo clima fino al 2018, quando il Missione Mars InSight si è proposto di analizzare in modo completo il pianeta.
InSight era dotato di tre strumenti primari: il Seismic Experiment for Interior Structure (SEIS), Heat Flow and Physical Properties Package (HP³) e Rotation and Interior Structure Experiment (RISE).
- Il SEIS, un sofisticato sismometro, ha misurato le vibrazioni interne di Marte per rivelare le proprietà della crosta, del mantello e del nucleo.
- HP³ mirava a misurare la temperatura del Pianeta Rosso e a determinare il suo flusso di calore interno.
- RISE, sfruttando la radio-scienza, ha analizzato l'oscillazione del polo nord di Marte per offrire indicazioni sulle dimensioni e sulla composizione del suo nucleo metallico.
Missioni esplorative come InSight possono raccogliere dati iniziali da pianeti colonizzabili per aiutare a progettare tecnologie e tecniche per massimizzare l'utilizzo delle risorse del pianeta in questione.
Il processo di costruzione prevede l'utilizzo della geologia e della composizione atmosferica uniche del pianeta per creare materiali adatti alla costruzione di habitat, sistemi di supporto vitale e altre infrastrutture essenziali per le colonie umane.
La capacità dell'intelligenza artificiale di analizzare e iterare rapidamente milioni di potenziali combinazioni accelererebbe il processo di ricerca dei materiali adatti alle varie esigenze di colonizzazione.
L'intelligenza artificiale per la governance spaziale
Una volta che le colonie saranno stabilite nello spazio, l'intelligenza artificiale potrà aiutarci a governarle.
La governance spaziale è un argomento complesso, che ci costringe a chiederci: di chi sono le politiche e i modelli sociali che esportiamo nella nuova colonia?
Formare forme di governo elettive o rappresentative da un gruppo limitato di persone non è ideale, soprattutto nelle fasi iniziali della colonizzazione. Conflitti e divergenze di opinioni potrebbero essere catastrofici, soprattutto quando i colonizzatori devono gestire anche lo stress e i rigori dell'abitare un altro pianeta.
L'intelligenza artificiale potrebbe fornire una soluzione offrendo modelli di governance prefabbricati che sviluppiamo sulla Terra. Un esempio interessante è rappresentato dal lavoro di Anthropic su "IA costituzionaleche prevede la codifica di valori espliciti nei sistemi di IA attraverso un processo democratico.
L'utilizzo dell'IA costituzionale offre un approccio innovativo per incorporare i valori democratici nei sistemi di IA. Ciò comporta la partecipazione del pubblico alla stesura di una serie di principi, o "costituzione", per i modelli di IA, assicurando che il loro processo decisionale sia in linea con norme e valori ampiamente accettati.
Etica e leggi per il pubblico nello spazio
Facendo progredire il proprio lavoro sull'IA costituzionale, Anthropic ha sviluppato "AI collettiva costituzionaleche ha coinvolto circa 1.000 americani nella stesura di una costituzione per un sistema di IA, dimostrando la fattibilità del coinvolgimento del pubblico nella governance dell'IA.
È stato dimostrato che questa tecnica migliora i punteggi di bias rispetto ai modelli costituzionali standard di Anthropic.
Nel contesto della governance spaziale, processi simili potrebbero essere implementati per raccogliere input globali su questioni chiave come l'allocazione delle risorse, l'etica interplanetaria e la protezione ambientale.
Questo approccio democratico garantisce che i sistemi di intelligenza artificiale nella governance spaziale siano guidati da prospettive diverse, rendendo le politiche più rappresentative e inclusive. Inoltre, sarebbero in grado di evolversi con la crescita delle società spaziali.
Applicando questo approccio alla governance spaziale, i sistemi di intelligenza artificiale costituzionale potrebbero essere progettati per sostenere e far rispettare le leggi e le politiche spaziali che riflettono un consenso collettivo umano.
Ciò potrebbe comportare la gestione del traffico spaziale, la regolamentazione delle attività estrattive sui corpi celesti e la garanzia che l'esplorazione spaziale sia condotta in modo eticamente e ambientalmente responsabile. Inoltre, l'approccio della costituzione pubblica può contribuire a garantire che le attività di monitoraggio e applicazione siano trasparenti e allineate ai valori pubblici.
Naturalmente, c'è molto lavoro da fare in questo senso, poiché è difficile bilanciare l'aderenza dell'IA ai principi etici con la funzionalità pratica, in particolare per evitare di creare sistemi eccessivamente prudenti o non utili. Inoltre, i sistemi di governance dell'IA sarebbero comunque soggetti a pregiudizi e travisamenti da parte dell'IA, come ammesso da Anthropic nel suo lavoro.
Dalla costruzione autonoma di edifici abitabili alla governance supportata dall'intelligenza artificiale, i pericoli e le insidie della colonizzazione spaziale rappresentano un nuovo orizzonte e una sfida.
L'intelligenza artificiale sarà in grado di occuparsi in parte dei progetti di colonizzazione spaziale, creando eventualmente infrastrutture vivibili complete di ossigeno, risorse naturali e forse anche fattorie fertili pronte a nutrire i colonizzatori al loro arrivo.
Per quanto riguarda la governance, l'IA consentirebbe all'umanità di progettare ed esportare modelli costituzionali rigorosamente testati che gestiscono in modo trasparente i processi decisionali fondamentali.
Fantascienza? Per il momento, ma probabilmente non per sempre.
