Parece uma obra de ficção científica: software que acasala, reproduz e sofre mutações sendo implantado para planejar a exploração e o assentamento do exótico sistema solar TRAPPIST-1, a cerca de 40 anos-luz da Terra.
Na verdade, esta é a mais recente competição concebida pela Equipe de Conceitos Avançados da ESA, desta vez buscando desafiar a comunidade mundial de computação evolutiva.
Enquanto a estrela TRAPPIST-1 foi descoberta em 1999, seu sistema planetário que a acompanha foi detectado em 2016. Tornou-se o sistema solar mais estudado além do nosso, e é um alvo prioritário para o recém-implantado Telescópio Espacial James Webb. Um total de sete mundos rochosos orbitam em torno de um sol anã vermelho em miniatura, apenas um pouco maior que Júpiter – todos suficientemente compactados em torno dele para caber dentro da órbita de Mercúrio.
O interesse em TRAPPIST-1 é o fato de que pelo menos três de seus planetas parecem estar orbitando dentro da zona habitável, também conhecida como ‘zona Cachinhos Dourados’, com potencial para água líquida, potencialmente favorecendo a vida.
“Decidimos que o TRAPPIST-1 seria um cenário atraente e futurista para nossa mais recente competição de computação com tema espacial, desta vez voltada para a comunidade de computação evolucionária”, explica o especialista em crowdsourcing científico da ACT Marcus Märtens.
“O objetivo é que as equipes participantes desenvolvam estratégias primeiro para explorar eficientemente o sistema TRAPPIST-1, depois para extrair e entregar recursos de um hipotético cinturão de asteróides que imaginamos estar no local – enfatizamos que isso não é algo confirmado por observação até agora!”
A equipe vencedora será anunciada em uma sessão especial da Conferência de Computação Genética e Evolutiva (GECCO) deste mês de julho em Boston, nos EUA, um dos pilares da comunidade de computação evolutiva.
Proposto pela primeira vez pelo pioneiro da computação Alan Turing (uma ideia tão à frente de seu tempo que permaneceu inédita por duas décadas), a computação evolucionária envolve imitar a evolução biológica. As soluções candidatas para uma determinada tarefa são primeiro geradas e depois recombinadas, mudando para criar novas possibilidades. As soluções mais úteis são selecionadas para passar suas características para a próxima geração.
A técnica básica foi aplicada a tudo, desde o design da antena até a estratégia de negociação financeira, gerenciamento do sistema de energia até a detecção de falhas de software.
“A computação evolucionária funciona bem para encontrar soluções inesperadas para problemas complexos e multifatoriais, mas até agora a comunidade teve uma interação limitada com o campo espacial”, comenta o pesquisador da ACT Alexander Hadjiivanov, trabalhando em IA.
“Esperamos mudar isso agora, decidindo colocar nosso desafio além do Sistema Solar da Terra para capturar a atenção e a imaginação de potenciais participantes. Isso também evita a chance de qualquer equipe ter conhecimento técnico pré-existente para lhes dar uma vantagem injusta.”
O cenário do Space Optimization Competition, SpOC, aberto a grupos de pesquisa de qualquer parte do mundo, se passa milhares de anos no futuro, assumindo uma civilização humana ‘Tipo II’, capaz de se expandir para outros sistemas estelares.
“A competição conta uma história de assentamento em três fases separadas”, explica Emmanuel Blazquez, pesquisador da ACT, trabalhando na análise e orientação da missão, navegação e controle.
“Primeiro é o desafio de explorar o sistema voando de mundo em mundo – um problema de otimização de trajetória semelhante a missões de orientação como a Cassini entre as luas de Saturno.
“A próxima fase envolve a exploração sistemática do cinturão de asteróides deste sistema, com depósitos de metal e água encontrados que permitem a construção e o abastecimento de novas espaçonaves. O objetivo é cobrir o máximo possível do cinturão de asteróides da maneira mais eficiente possível em termos de combustível, tempo e retorno do investimento.
“Então, o desafio final, centenas de anos depois, prevê grandes refinarias instaladas no espaço e asteroides sendo enviados a eles para processamento antes que os recursos extraídos sejam enviados aos usuários ? o que se torna um problema de logística e gerenciamento de tráfego”.
A competição decorre de 1 de abril a 30 de junho, com a atribuição de um prémio à equipa vencedora do GECCO. Pretendido como o primeiro de muitos, a competição está sendo hospedada em uma nova plataforma web ACT dedicada aos desafios da computação evolutiva, Optimize.
Esta nova plataforma complementa a infraestrutura de competição espacial existente fornecida através da plataforma Kelvins da ESA, onde o ACT tem organizado várias competições relacionadas com inteligência artificial e aprendizagem automática.
Publicado em 25/03/2022 16h58
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