Během letošního Czech Space Weeku se veřejnosti vůbec poprvé představilo třináct českých vědeckých experimentů. Všechny jsou určené pro národní misi Aleše Svobody na Mezinárodní kosmickou stanici. Novináři tehdy získali rozsáhlé a cenné informace o jednotlivých projektech. Právě z těchto podkladů vychází seriál Experimenty pro Aleše Svobodu na ISS. Každý týden vychází nový díl zaměřený vždy na jeden konkrétní experiment. Texty nesou můj podpis, nejde však o autorskou tvorbu v pravém slova smyslu. Jedná se o upravené oficiální tiskové materiály, které jsou přepracované tak, aby se čtenářům lépe četly. Jednotlivé díly vycházejí v abecedním pořadí. Osmý díl představuje projekt ICARUS ARMOR Next Gen. Nese podtitul Digitální dvojče pro předpovídání kognitivního výkonu (nejen) astronautů. Na jeho přípravě se podílejí UptimAI, Lightly Technologies, VUT v Brně, Mendelova univerzita v Brně, University of Pennsylvania – Experti na lidský kognitivní výkon, Univerzita Karlova – Podpora rozvoje metod měření kognitivní výkonnosti a Axiom Space – Strategický partner se zájmem o budoucí využití výsledků.

Jak co nejlépe připravit kognitivní schopnosti astronauta na misi na Mezinárodní kosmické stanici (ISS)? Právě na tuto otázku se zaměřuje experiment ICARUS ARMOR Next Gen. Během mise Aleše Svobody na ISS má shromáždit data potřebná pro vytvoření personalizovaného AI digitálního dvojčete. Tato technologie není určena jen pro sledování zdravotního stavu astronautů a jejich přípravu na misi i její průběh, ale nabízí také širší uplatnění na Zemi. Využití může najít například u hasičů, záchranářů, policistů nebo zdravotníků, tedy v profesích vystavených vysoké zátěži.

S tím, jak bude do vesmíru cestovat a pobývat tam stále více lidí – od profesionálních astronautů až po vesmírné turisty – roste i potřeba technologií, které dokážou přesně sledovat změny jejich kognitivní výkonnosti a celkového stavu v extrémním prostředí. Experiment ICARUS ARMOR Next Gen vychází z poznatku, že kognitivní výkon astronautů se v průběhu mise proměňuje. Zároveň pracuje s hypotézou, že za těmito změnami stojí dlouhodobá posloupnost stresových situací, kterým je astronaut vystaven před startem i během letu.

Cílem experimentu je proto během mise na ISS shromáždit data pro vytvoření personalizovaného AI digitálního dvojčete. To by mělo v budoucnu umožnit předpovídat kognitivní výkon astronautů na základě průběžného záznamu již prožitých stresových událostí. Technologie má nabídnout spolehlivé, vědecky ověřené nástroje, které pomohou chránit zdraví a zvyšovat bezpečnost lidí pracujících v extrémních podmínkách.

Pro predikci kognitivního výkonu v hodinách a dnech po příletu astronauta na ISS budou výzkumníci systematicky zaznamenávat co nejkompletnější historii vystavení stresovým podnětům spolu s širokou škálou fyziologických ukazatelů. Vedle standardních měření, jako jsou elektrokardiogram (EKG), krevní tlak, saturace hemoglobinu kyslíkem (SpO₂), teplota kůže a jádrová tělesná teplota, bude sledování rozšířeno o inovativní neinvazivní metody. Ty vznikají na VUT a MENDELU ve spolupráci se společností Lightly Technologies a zahrnují například měření intenzity pocení na povrchu kůže či nepřímé indikátory hladin stresových hormonů ve slinách. Data získaná během letu Aleše Svobody na ISS, následně zapracovaná do AI digitálního dvojčete, mají v budoucnu umožnit přesnější a více individualizované předpovědi kognitivního výkonu astronautů v reálných podmínkách kosmického letu.

Projekt navazuje na předchozí experiment ICARUS ARMOR, který se dostal mezi deset finalistů soutěže Humans in Space Challenge 2023 v Las Vegas. Klíčovou a v mnoha ohledech unikátní technologii AI digitálních dvojčat vyvíjí lídr konsorcia, česká společnost UptimAI.

Na závěr si ještě představíme tři zástupce řešitelského týmu:

Dr. Martin  Kubíček, zakladatel a CEO, Uptimai s.r.o. (prime experimentu)
Dr. Martin Kubíček stál u zrodu společnosti UptimAI s.r.o. a působí jako její ředitel. Firma se zaměřuje na vývoj pokročilých algoritmů využívajících umělou inteligenci k optimalizaci návrhu technických systémů. Vystudoval letecké inženýrství na VUT v Brně a následně fluidní inženýrství na Von Kármán Institute for Fluid Dynamics. Doktorský titul získal na University of Strathclyde ve Skotsku, kde se věnoval vesmírnému výzkumu. Je autorem unikátního kódu pro propagaci nejistot ve vesmírných aplikacích, který se stal technologickým základem společnosti Uptimai. Pod jeho vedením firma zrychluje a zkvalitňuje vývoj v oblastech letectví, obrany a pokročilých technologií, spolupracuje s partnery, jako jsou AVIO, Bell Flight či Volkswagen, a prošla inkubací v programu ESA Business Incubation Centre. V projektu ICARUS Armor Next Gen má na starosti vývoj technologie, která byla původně určena pro kosmické mise a dnes nachází uplatnění i v průmyslové a obranné praxi.

Dr. Vratislav Šálený, vědecký garant experimentu ICARUS ARMOR Next Gen
Dr. Vratislav Šálený působí jako odborný asistent na Ústavu biomedicínského inženýrství Fakulty elektrotechniky a komunikačních technologií VUT. Od roku 2010 se dlouhodobě zabývá výzkumem a vývojem technologií určených pro pobyt lidských posádek v extrémních podmínkách. Podílel se na přípravě i realizaci řady vědeckých studií a projektů zaměřených na vesmírné mise a zároveň stál u vzniku prvního evropského analogového habitatu S.H.E.E., který slouží k výcviku astronautů pro podmínky Měsíce a Marsu. Tento projekt vznikl pod záštitou International Space University ve Štrasburku a byl realizován v konsorciu sedmi evropských organizací z pěti členských států, přičemž dvě z nich pocházely z České republiky. V současnosti, pod odborným vedením prof. Basnera z University of Pennsylvania, připravuje výzkum zaměřený na zmírnění poklesu kognitivní výkonnosti astronautů během jejich adaptace na prostředí mikrogravitace.

Ing. Tomáš Koutník
Ing. Tomáš Koutník pracuje jako aplikační inženýr ve společnosti UptimAI s.r.o. Zaměřuje se na datové analýzy projektů zejména v oblastech automotive a aerospace a na optimalizaci průmyslových aplikací. Jako člen řešitelského týmu se podílel již na úvodní fázi projektu Icarus Armor. K oboru Stavba letadel, který vystudoval na Fakultě strojního inženýrství Vysokého učení technického v Brně, ho přivedla osobní zkušenost s létáním na kluzácích.

Zdroje informací:
Tisková zpráva

Zdroje obrázků:
Tisková zpráva