‎La NASA Explora Inteligencia Artificial para Comunicaciones Espaciales‎

‎La NASA por lo general cuentan con sistemas de radio controlados por humanos para comunicarse con la Tierra. A medida que aumenta la colección de datos espaciales, la NASA parece radio cognitiva, la infusión de la inteligencia artificial en Redes de Comunicaciones del Espacio, para satisfacer la demanda y aumentar la eficiencia.

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‎"Sistemas de Comunicaciones del Espacio Moderno usan software complejo para apoyar misiones de ciencia y exploración," dijo Janette C. Briones, investigador principal en el Proyecto de Comunicación Cognitiva de la NASA ‎‎Glenn Research Center‎‎ en Cleveland, Ohio. "Mediante la aplicación de inteligencia artificial y aprendizaje automático, satélites controlan estos sistemas sin problemas, toma de decisiones en tiempo real sin esperar instrucciones".

‎Esta foto fue tomada de comunicaciones espaciales de la NASA y Banco de pruebas de navegación antes de su lanzamiento. Actualmente fijada a la estación espacial internacional, el Banco de pruebas de exploración se utiliza para llevar a cabo una variedad de experimentos con el objetivo de más avance de otras tecnologías de reducción de riesgos en otras misiones de espacio y que permite capacidades de misión futura.‎

‎Créditos: NASA‎

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‎Para entender la Radio Cognitiva, es más fácil comenzar con tierra-aplicaciones. En los Estados Unidos, la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) asigna las porciones del espectro electromagnético utilizado para la comunicación a varios usuarios. Por ejemplo, la FCC asigna Espectro al Servicio de Celular, Radio Satelital, Bluetooth, Wi-Fi, etcetera. Imaginar el espectro se divide en un número limitado de grifos conectados a una tubería principal de agua.

‎¿Qué pasa cuando no quedan llaves? ¿Cómo podría un dispositivo acceder a espectro electromagnético cuando se toman todos los grifos?

‎Radios software-definidas como Radio Cognoscitiva utilizan inteligencia artificial a emplear subutilizadas porciones del espectro electromagnético sin intervención humana. Estos "espacios blancos" son actualmente no utilizados, pero ya con licencia, segmentos del espectro. La FCC permite una Radio Cognitiva a utilizar la frecuencia aunque sin usar su usuario primario hasta que el usuario se vuelve a activar.

‎En cuanto a nuestro metafórico abrevadero, Radio Cognitiva dibuja sobre el agua que de lo contrario se desperdiciaría. La Radio Cognitiva puede utilizar muchos "de los grifos," independientemente de la frecuencia de que el "grifo". Cuando un dispositivo con licencia para uso de su frecuencia, Radio Cognitiva se basa en que del cliente "el grifo" hasta que el usuario principal lo necesita otra vez. Radio Cognitiva pasa de un espacio en blanco a otro, usando espigas electromagnéticas a medida que estén disponibles.

‎"El reciente desarrollo de las Tecnologías Cognitivas es un nuevo impulso en la arquitectura de sistemas de comunicaciones,", dijo Briones. "Tenemos la visión de estas tecnologías hará que nuestras redes de comunicaciones más eficientes y resistentes para las misiones de exploración de las profundidades del espacio. Mediante la integración de inteligencia artificial y las Radios Cognitivas en nuestras redes, vamos a aumentar la eficiencia, la autonomía y la fiabilidad de los sistemas de comunicaciones espaciales."‎

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‎La carga del Banco de pruebas de exploración a bordo de la Estación Espacial. En abril de 2013, comenzó realizando experimentos después de terminar su verificación y puesta en marcha de las operaciones.‎

‎Créditos: NASA

‎Para la NASA, el ambiente espacial presenta desafíos únicos que podría mitigar la Radio Cognitiva. Clima espacial, radiación electromágnetica emitida por el Sol y otros cuerpos celestes, llena el espacio con el ruido que puede interrumpir ciertas frecuencias.

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‎"Glenn Research Center está experimentando en la creación de aplicaciones de Radio Cognitiva capaz de identificar y de la adaptación al Clima Espacial", dijo Rigoberto Roche, un desarrollo cognitivo motor de NASA llevar a Glenn. "Ellos transmiten fuera del alcance de la interferencia o cancelar las distorsiones dentro de la gama con el aprender de máquina".

‎En el futuro, una radio cognitiva NASA podría incluso aprender a apagado temporalmente para mitigar el daño de la radiación durante los eventos de tiempo severo espacio. Software de radio adaptativa podría evitar los efectos nocivos del clima espacial, aumento de devoluciones de datos de ciencia y exploración.

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‎Una red de Radio Cognitiva también podría sugerir los paths de datos alternativos a la Tierra. Estos procesos podrían priorizar y ruta de datos a través de varias rutas al mismo tiempo para evitar interferencias. La Inteligencia Artificial de Radio Cognitiva también podría asignar tierra estación descendentes apenas con horas de anticipación, en lugar de semanas, conduce a una programación más eficiente.

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‎Además, Radio Cognitiva puede hacer operaciones de la red de comunicaciones más eficiente reduciendo la necesidad de intervención humana. Una radio inteligente podría adaptarse a los nuevos paisajes electromagnéticos sin ayuda humana y predecir común parámetros para diferentes ambientes, automatización de procesos desperdiciadores de tiempo previamente manipulados por los seres humanos.

‎Análisis experimental en la Estación Espacial Internacional

‎El espacio de comunicación y navegación (exploración) Banco de pruebas‎‎ a bordo de la Estación Espacial Internacional (Arriba) proporciona a ingenieros e investigadores con herramientas para probar la Radio Cognitiva en el entorno del espacio. El testbed alberga tres radios software-definidas además de una variedad de antenas y aparatos que se pueden configurar desde el suelo o en otros vehículos espaciales.

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‎"El Banco de pruebas nos mantiene honestos sobre el medio ambiente en órbita," dijo Dave Chelmins, Gerente de proyecto para el Banco de pruebas de exploración y comunicación cognitiva de Glenn. "Mientras que puede ser simulado en el suelo, hay un elemento de imprevisibilidad al espacio. El testbed proporciona este entorno, un entorno que requiere que la resistencia de los avances de la tecnología como la Radio Cognitiva".‎

‎Chelmins y Rioche Briones son solo algunos de muchos ingenieros de la NASA, adaptando tecnologías de Radio Cognitiva al Espacio. Como con la mayoría de las tecnologías terrestre, técnicas cognitivas pueden ser más difíciles de implementar en el espacio debido a la mecánica orbital, el entorno electromagnético e interacciones con instrumentos antiguos. A pesar de estos retos, el aprender de máquina de integración en infraestructura de comunicaciones de espacio existente aumentará la eficiencia, la autonomía y la fiabilidad de estos sistemas.

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‎La oficina del programa de exploración en la sede de la NASA en Washington proporciona supervisión estratégica y programática para el desarrollo y la infraestructura de comunicaciones. Su investigación proporciona mejoras críticas en la conectividad de la nave a Tierra.

By Danny Baird
​NASA’s Space Communications and Navigation Program Office

Last Updated: Dec. 8, 2017

Editor: Rob Garner

Traducción: El Quelonio Volador‎

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