Естественный интеллект против искусственного: противостояние на Луне

Пока я сажал зрение ночами рассматривая черные фотографии Луны в поисках «Луны-9», группа британских и японских ученых решила поручить ту же работу искусственному интеллекту. В результате, к 60-й годовщине первой мягкой посадки на Луну, вышло сразу два исследования с попытками обнаружить советский космический аппарат «Луна-9» на поверхности естественного спутника Земли. Обе команды показали предполагаемое место посадки, но это разные места.

НАСТОЯЩИЙ МАТЕРИАЛ (ИНФОРМАЦИЯ) ПРОИЗВЕДЕН, РАСПРОСТРАНЕН И (ИЛИ) НАПРАВЛЕН ИНОСТРАННЫМ АГЕНТОМ ЕГОРОВЫМ ВИТАЛИЕМ ЮРЬЕВИЧЕМ ЛИБО КАСАЕТСЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ИНОСТРАННОГО АГЕНТА ЕГОРОВА ВИТАЛИЯ ЮРЬЕВИЧА

«Луна-9» — это первый космический аппарат совершивший мягкую посадку на Луну и передавший фото её поверхности с близкого расстояния. Посадка прошла 3 февраля 1966 года. При посадке аппарат разделялся на две части: посадочную ступень и спускаемый аппарат, также от них отделялись вспомогательные элементы — два блока ориентации от посадочной ступени и подушки-амортизаторы системы мягкой посадки от спускаемого аппарата.

Размер ступени в посадочной конфигурации примерно 2 м на 1 м, а размер аппарата, в развернутом состоянии 1,6 на 1,6 м и высотой 1,2 м вместе с антеннами.

Спускаемый аппарат «Луны-9» стал самым маленьким автономным аппаратом, который сумел мягко прилуниться и успешно выполнить программу. Это объясняет, почему его поиски так сложны. Повышает сложность поисков ещё низкая точность определения координат места посадки в 1966 году. Погрешность составляет до 50 км.

Современные поиски космических аппаратов на Луне стали возможны благодаря спутнику NASA LRO, который обладает камерой высокого разрешения, и который отснял почти всю Луну с разрешением 0,5-1 м. В то же время, такого разрешения недостаточно для точной интерпретации элементов «Луны-9», которые будут занимать размер 1-4 пикселя, поэтому приходится полагаться на косвенные признаки.

Например, вот так выполнялся визуальный поиск места падения перелетной ступени «Луны-9» на стриме в феврале прошлого года:

Пара ученых Университетского колледжа Лондона Lewis J. Pinault и Ian A. Crawford, и их японский коллега Hajime Yano из японского космического агентства JAXA пошли другим путем. Они разработали алгоритм поиска рукотворных объектов на спутниковых снимках на базе архитектуры компьютерного зрения YOLO, и опубликовали результаты в журнале npj Space Exploration. 

YOLO (You Only Look Once) — это одно из самых быстрых и популярных семейств сверточных нейросетей для обнаружения объектов на фото и видео в реальном времени. Она обрабатывает изображение целиком за один проход («смотрит один раз»), предсказывая границы и классы объектов, что востребовано не только на Земле, но и в космосе, в условиях ограниченного количества данных и энергопотребления.

Адаптированный к поиску рукотворных объектов на других космических телах алгоритм назвали YOLO-ETA (You-Only-Look-Once – Extraterrestrial Artefact). Интерес ученых к таким поискам не ограничивается «Луной-9», как участники проекта SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence) они настроены продолжать поиски уже нечеловеческих артефактов, возможно оставленных где-то в Солнечной системе на твердых телах за пределами Земли.

Ученые обучали YOLO-ETA на известных примерах из 125 снимков LRO мест посадки «Аполлонов». Для увеличения архива обучающей выборки они вручную искажали снимки: меняли масштаб, кадрировали, поворачивали, отзеркаливали. Потом протестировали эффективность на местах посадки «Аполлона 17» и «Луны-16». Финальным «экзаменом» стал анализ места посадки «Сервейера 7», после чего ученые решили «натравить» алгоритм на поиски «Луны-9».

В качестве области поиска был выбран квадрат 5 на 5 км с центром по координатам 7,08° с.ш., –64,37° в.д. В результате, система показала вероятное место посадки по координатами 7,03° с.ш., –64,33° в.д.. Или примерно в 2 км от центра области поиска.

Основные признаки, которые привлекли внимание YOLO-ETA — это продолговатая форма одного из объектов. Ученые интерпретировали его как перелётную ступень «Луны-9». 

Далее, один из пикселей они признали за сам спускаемый аппарат «Луны-9» (на схеме под литерой «с»).

В поддержку своей гипотезы они изучили фотопанорамы с «Луны-9», и один из найденных нейросетью объектов интерпретировали как видимую упавшую ступень.

Рядом с обнаруженными объектами просматриваются два заметных темных пятна, которые совпадают с двумя кратерами диаметром примерно 7 м. Исследователи предполагают, что это следы падения двух боковых блоков перелётной ступени «Луны-9», которые отделялись от аппарата до начала торможения. По мнению авторов, такие следы могли оставить 150-килограммовые блоки, падающие на скорости 500 м/с.

В результате, ученые заключают, что данное исследование нельзя считать безусловным доказательство обнаруженного места посадки, но найденные объекты выступают хорошей целью для дополнительной перепроверки.

Выходит в настоящий момент есть две исследовательских группы, которые применяли разные методы поиска «Луны-9», и пришли к разным выводам о местоположении аппарата. В одном случае: энтузиаст Zelenyikot и группа сочувствующих, кто вручную просматривал спутниковые снимки, и вычислял место по панорамам с поверхности; с другой стороны — британские ученые при поддержке Японского космического агентства вооруженные передовыми нейросетевыми технологиями.

Разница в указанных точках достигает 20 км, поэтому здесь нет спора о первенстве находки, а только о верности указанных координат.

Рассудить команды, и определить победителя сможет индийский космический аппарат Chandrayaan 2, чья научная группа запланировала съемку предполагаемых мест посадки «Луны-9» в марте 2026.

Независимо от точности моих собственных поисков, я могу утверждать, что британско-японская группа ошиблась.

И тут дело даже не в противостоянии естественного разума и искусственного. Нейросеть сделала своё дело как могла, и как её обучили, а все ошибки допустили люди, которые ею пользовались.

Для начала, авторы взяли ошибочные координаты центра области поиска: 7,08° с.ш., –64,37° в.д. На самом деле верные координаты, указанные в советской прессе 7°08? с.ш., –64° 22? в.д. Разница в том, что команда LRO и авторы данной работы используют сотые доли градуса, а советские картографы — угловые минуты. И при переводе минут в сотые градуса координаты меняются с 7°08? на 7,13° ведь минут в градусе шестьдесят, а сотых — понятно сколько. Такая ошибка, встречается в некоторых онлайн-источниках по истории «Луны-9», что характерно, это касается только долготы, а широта переводится верно. На поверхности Луны эта ошибка дает расхождение в 1,5 км, что в масштабах погрешности в 50 км не имеет существенного значения.

Тут мы переходим ко второй методологической ошибке поиска: они взяли слишком малый радиус поиска — всего 2,5 км — в пределах которых уже искало множество энтузиастов и даже ученые NASA. Но никто не предположил, что это место именно то самое.

Третья ошибка, и самая очевидная, на мой взгляд — размер найденной «перелётной ступени». По этому месту доступен снимок LRO разрешением 0,5 м, и с его помощью мы можем определить размер найденного объекта — около 5 м.

Ничего в «Луне-9» не имеет такого размера. Даже если бы спускаемый аппарат не отделился от перелетного модуля, то их общий размер был бы в пределах 3-3,5 м. Но разделение прошло, а значит размер перелетной ступени не превышает 2 м.    

Следующее противоречие — рельеф. Авторы сами признают, что панорамы с «Луны-9» показывают равнинную местность, тогда как их найденная точка находится в предгорьях. Это противоречие они объясняют расположением их находки на небольшом возвышенном плато, что может скрыть более отдаленные холмы, но всё равно сравнение с доступной 3D-моделью Луны показывает расхождения с панорамой.

В попытках согласовать панораму и найденные объекты, авторы делают очередное допущение: что на панораме можно рассмотреть упавшую ступень. 

Хотя тут ещё можно дискутировать, но, на мой взгляд, никаких признаков техногенного происхождения этот камень (в левом верхнем углу) не несет.

В любом случае, исход «битвы Зеленого кота со Скайнетом на Луне» решит индийский космический аппарат Chandrayaan 2, у которого в марте планируется съемка в предполагаемом месте посадки «Луны-9».

Ждем.