求む:信頼できる宇宙ベースの自律運用をサポートする技術とアプローチ

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NASAは、宇宙環境における自律的な運用の拡大を支援し、これらの運用における人間の信頼性を評価し付与する能力を支援することができる技術を求めている。また、開発初期において、設計者や利害関係者がこれらの技術の信頼性を保証するために使用される手法/評価基準/アーキテクチャアプローチや、運用中にそのような評価をサポートするヒューマンインタフェースや性能の運用概念も求めている。

関連するシナリオには、これらに限定されるものではない:

  • 衛星コマンド・コントロール;多数の独立したエンティティの自律的再構成
  • ロボットによる地上での操作、感知と行動、学習と適応、行動計画の信頼性
  • 宇宙を拠点とした組立、メンテナンス、サービス、ロボット能力、品質管理のためのその場でのV&Vとその評価方法。
  • インテリジェントにダウンリンクし、アーチファクト/サリエント・データムを識別するためのデータ管理、何が興味深く何がスプリアスかを知ること、データを情報へ移行すること、融合データの不確実性を追跡すること。
  • 敵地や通信が困難な環境での大気や地表のデータ収集。コンテクストがセンシングしたデータにどのような影響を与えるかを知る。
  • 地球近傍天体の検出、追跡、識別、タイムリーで正確な感知・分類、脅威評価
  • システム障害/異常、予測、検出、分離、再構成、システムの健全性維持と適応
  • サイバーセキュリティの問題。ハッキングやなりすましをどうやって知るのか、これらに耐性があると確信させるような設計について何を知ることができるのか。
  • システムのリソース管理と多目的プランニング(タイムラインなど)。
  • 自律的な医療活動、さまざまなスケールでのモデリングとその組み合わせ、正確な手術の信頼性
  • 高度に自律的なシステムのための技術採用の方法とプロセス

背景

宇宙探査、開発、調査の将来の目標を達成するためには、自律性を高めるような新しい方法が必要である。宇宙で信頼される自律性とは、宇宙環境や運用状況において、人間がその性能を評価し、信頼を与えることができる、人間の関与を減らして運用できる技術のことである。例えば、将来のテクノロジーは、有人地上活動に備えて火星のテラフォーミングやインフラ整備を行うかもしれない。NASAは、このような新しく高度化するテクノロジーを信頼するとはどういうことなのか、そしてそのテクノロジーが信頼に足るものであることをどのようにして知ることができるのかを、よりよく理解する必要がある。NASAは、たとえその作業を具体的にどのように指示すればよいのか事前にわからなくても、なすべき仕事をするための技術を設計する必要がある。さらにNASAは、設計中と運用中の両方において、これらの自律技術を信頼するためにシステム内の人々が何を知る必要があるかを理解する必要がある。

最終的にNASAは、宇宙での(ある程度の)自律的な運用を可能にする技術、そのような複雑な運用における信頼を特徴付けるための手法/アプローチ/技術、信頼評価と帰属を支える証拠や理解、信頼性評価を支えるヒューマン・インターフェースの属性の定義を明らかにすることを目指している。

制約条件

解決策はある:

  • 自律的なオペレーションを強化
  • システムのライフサイクルや運用シナリオを通じて、人間/オートメーション、人間/ロボットのインターフェイスの信頼性を評価する。
  • オートメーションとロボティクスの信頼性を支える設計と検証/妥当性確認手法、アーキテクチャ、メトリクスを特定する。

その他の特徴

  • 宇宙環境下での運用を拡大し、環境上の課題(ダスト、太陽放射、重力など)や運用上の課題(距離、通信、セキュリティなど)を克服する。

可能な解決策

  • ロボット工学
  • 自律走行車
  • ソフトウェア・エージェント
  • 人工知能、機械学習
  • データフュージョン、不確実性管理
  • サイバーセキュリティ – 脅威の評価と保証
  • 学習と適応システム
  • ヒューマンインターフェースにおける信頼性評価(自動化、ロボット、人間)
  • 人間/ロボット/自動エージェント間のコラボレーションと調整;関与のレベル、役割、混合イニシアチブ制御
  • 技術採用
  • 高度に自律的なシステムの設計(方法、アーキテクチャ)とテスト(認証、保証、検証、検証)。

 

ソリューションの望ましい結果

信頼される自律性(Trusted Automonomy)分野の最新技術(実現技術、設計手法、評価指標と手法、宇宙運用のための試験施設、運用における評価のためのヒューマン・インターフェース要件、技術採用)を特徴付けることができるよう、参加者(業務情報と連絡先情報)を特定する。

使用分野と用途

将来の宇宙での自律的運用。

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