Freitag, 27. September 2013

Forscher testen erfolgreich "Cyborg Astrobiologen" zur Suche nach außerirdischem Leben


Der "Cyborg Astrobiologist" im Test. | Copyright/Quelle: McGuire et al. / arxiv.org

Berlin (Deutschland) - Wer anhand der immer neuen Aufnahmen, die Sonden und Landeeinheiten von fremden Planeten liefern glaubt, Astrobiologen - also Wissenschaftler, die nach Spuren von Leben auf fremden Himmelskörpern suchen - würden sich geradezu wie im Paradies fühlen, der übersieht, dass die immense Datenflut genau das Gegenteil bewirkt und alleine von menschlichen Analysten kaum mehr bewältigt werden kann. Berliner Wissenschaftler haben nun ein System vorgestellt und erfolgreich getestet, das eine Erstanalyse automatisiert und es Forscher so ermöglichen soll, sich auf eine Vorauswahl wirklich interessanter Funde zu konzentrieren. Der sogenannte "Cyborg Astrobiologe" könnte mit zukünftigen Missionen etwa zum Roten Planeten zum Einsatz kommen.

Wie die Forscher um Patrick McGuire von der Freien Universität Berlin (FUB) vorab auf "arXiv.org" berichten, besteht das System aus einem Smartphone (Samsung Propel), dessen Kamera über eine Auflösung von 1280 x 960 Pixel verfügt, die via Bluetooth mit einem Laptop (Dell Inspiron 9300) verbunden ist. Derzeit noch handgehalten, soll das System zukünftig in autonome Rover integriert werden können.


Während die Kamera fortwährend Bilder der zu erkundenden Umgebung macht, sendet sie diese Daten an den Rechner, der jedes einzelne neue Foto dann mit früheren Aufnahmen verglicht und nach Ähnlichkeiten in den Bildern sucht. Anhand von Farbgebung und Textur der Umgebung errechnet das System dann einen Ähnlichkeitswert anhand dessen die Bilder einander ähnlicher Felsen und Gesteine klassifiziert und in Gruppen geordnet werden. Der gleiche Prozess offenbart aber auch, wenn sich die Bilder bzw. Bilddetail deutlich voneinander unterscheiden, wodurch angezeigt wird, dass sich die Landschaftseigenschaften der Umgebung, die beispielsweise ein Rover erkundet, verändern oder, dass eininteressantes Objekt ins Blickfeld der Kamera geraten ist. Ist dies der Fall, informiert das System die menschlichen Astrobiologen, die besagte Aufnahmen sodann im Detail analysieren und auswerten können.


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Der Vorteil des Systems liegt in dem Umstand, dass es gar nicht "wissen" muss, welche Gesteinsart es gerade analysiert, sondern grundsätzlich erkennt, wenn Dinge interessant werden.

Gegenüber "grenzwissenschaft-aktuell.de" erläutert McGuire, dass das System bislang jedoch nicht darauf ausgelegt sei, Veränderungen in Form von plötzlicher Bewegung oder Wachstumsprozessen zu identifizieren. "Das System ist auf das Erkennen von Neuheiten und Ähnlichkeiten ausgelegt. Wir suchen u.a. nach merkwürdigen Landschaftsdetails, die sich aus der sonstigen Umgebung abheben und vergleichen die jeweils neusten Bilder mit den vorigen."


Ihr System haben die Forscher aktuell in den ausgedehnten Kohlefeldern in West Virginia erfolgreich mit einer Genauigkeit von 91 Prozent bei der Erkennung von Übereinstimmungen zwischen den Bildern getestet. Somit könnte das System die (Bild-)Datenmenge, die beispielsweise ein Mars-Rover zur Erde senden muss, deutlich reduzieren, da eine Erstauswertung der unzähligen Aufnahmen schon auf dem Mars durchgeführt werden könnte: "Unsere Technologie könnte zukünftig dazu beitragen, Rover mit einer höheren wissenschaftlichen Autonomie auszustatten und menschlichen Astronauten bei ihrer geologischen Erforschung und Einschätzung eines Terrains behilflich sein", so McGuire abschließend.


- Den Originalartikel "The Cyborg Astrobiologist: Matching of Prior Textures by Image Compression for Geological Mapping and Novelty Detection" finden Sie HIER


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Quelle: arXiv.org
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