Zacht weefsel, ruimtemissie en diagnostiek dankzij AI – als onderdeel van het Poolse experiment op het ISS

Hoe passen de zachte weefsels van astronauten zich aan de omstandigheden in de ruimte en de veranderingen die voortvloeien uit de voorbereiding op de missie aan? Poolse onderzoekers gaan dit onderzoeken als onderdeel van een experiment tijdens de IGNIS-missie. Diagnostiek wordt uitgevoerd met behulp van kunstmatige intelligentie (AI).

Astro Performance (Mollis Textus) is een van de 13 experimenten binnen de Poolse technologische en wetenschappelijke missie IGNIS naar het Internationale Ruimtestation (ISS). De lancering van de Ax-4-bemanning – met de Poolse ontwerp-astronaut van de Europese Ruimtevaartorganisatie (ESA), Dr. Sławosz Uznański-Wiśniewski – wordt "niet eerder dan mei" verwacht.

Het hoofddoel van het Astro Performance (Mollis Textus) experiment is om de impact van een ruimtemissie op het bewegingsapparaat, met name de zachte weefsels van astronauten, te evalueren.

"Als ik aan een ruimtemissie denk, bedoel ik zowel de impact van microzwaartekracht, die in dit geval beperkt blijft tot een verblijf van twee weken in het ISS, als de volledige voorbereiding en de daaropvolgende herstelperiode. Het is belangrijk om te onthouden dat niet alleen de missie zelf, maar ook deze periode van zeer actieve voorbereiding een enorme belasting vormt voor het bewegingsapparaat van de astronauten. Daardoor kunnen verschillende aspecten ervan, zoals efficiëntie of algemene conditie, achteruitgaan", aldus de experimentcoördinator, Dr. Norbert Kapiński van Smarter Diagnostics, een spin-offbedrijf van de Universiteit van Warschau.

Hij benadrukte dat onderzoekers kunstmatige intelligentie gebruiken om diagnostische gegevens te interpreteren.

"Onze resultaten zullen helpen om het protocol voor de voorbereiding van astronauten – of zelfs ruimtetoeristen – op dit soort expedities in de toekomst te optimaliseren", voegde hij toe.

Norbert Kapiński past dagelijks, samen met de andere medeoprichter van het bedrijf, Bartosz Borucki, algoritmen voor kunstmatige intelligentie toe in de praktijk, met een focus op het bewegingsapparaat. "We combineren verschillende gegevens die belangrijk zijn voor het monitoren van de werking van dit systeem. We gebruiken radiologische beelden (MRI), bloedonderzoek, lichaamssamenstelling en functionele beoordelingen. Al deze aspecten hebben invloed op de werking van ons bewegingsapparaat", aldus de onderzoeker.

Vervolgens interpreteren onderzoekers deze gegevens met behulp van grote neurale netwerken. "Dankzij moderne methoden kunnen we bepaalde patronen vinden in een brede context van gegevens die niet voor de hand liggen, en deze op een gepersonaliseerde manier interpreteren: voor een specifieke persoon. Op basis hiervan definiëren we de best mogelijke motorische voorbereiding, voeding en supplementenprogramma's, bijvoorbeeld voor sporters", legt Kapiński uit.

Onderzoekers hebben dergelijke gegevens al verzameld bij de twee astronauten die de AX-4-bemanning vormen. De tests vonden in februari 2025 in en rond Warschau plaats. We hebben de astronauten holistisch onderzocht; het hele proces duurde bijna 8 uur. "Overigens was het een uitdaging om zoveel beschikbare tijd te vinden in het drukke schema van de astronauten", zei hij.

Hij voegde toe dat er een soortgelijk onderzoek zal worden uitgevoerd nadat de missie is voltooid. "Over een paar weken, hooguit maanden, zou de astronaut weer in zijn oude vorm moeten zijn. Of dat zo is, zullen we meten", kondigde hij aan.

De verzamelde gegevens worden nu geanalyseerd. "Er zijn er behoorlijk veel en we verzamelen ze volgens een heel uitgebreid protocol", benadrukt de onderzoeker.

De resultaten worden vergeleken met analyses van onderzoeken met een referentiegroep van 10 personen – fysiologisch vergelijkbaar met astronauten (onder meer wat betreft ras, geslacht, biologische en chronologische leeftijd) – en die goed voor hun bewegingsapparaat zorgen.

Waarom is zo’n experiment volgens de onderzoeker belangrijk? "Het aantal mensen dat de ruimte in wordt gestuurd, groeit jaar na jaar. Met het oog op de bouw van nieuwe, commerciële ruimtestations, een basis op de maan en ooit op Mars, zal dit aantal nog verder toenemen. Tegelijkertijd zullen deze mensen voorbereid moeten zijn op dergelijke uitdagingen. Niet allemaal zullen ze fysiek even goed zijn als de huidige astronauten. Vandaar de behoefte aan tools die bepaalde medische en niet-medische gegevens snel kunnen interpreteren en ons helpen ons beter voor te bereiden – hier in de context van het bewegingsapparaat," aldus Kapiński.

Toen hem werd gevraagd naar de omstandigheden die hem ertoe aanzetten om mee te doen aan de competitie voor experimenten in het kader van de Poolse missie, antwoordde hij dat het bedrijf er al over nadacht om de reikwijdte van zijn onderzoek uit te breiden, bijvoorbeeld met uniformendiensten of astronauten.

"Kort daarna werd bekendgemaakt dat Dr. Uznański-Wiśniewski een voorlopige kandidaat was voor een ruimtemissie. Ik nam de vrijheid om via sociale media contact met hem op te nemen en te vragen of dit soort projecten interessant zou zijn. Hij antwoordde kort dat het interessant zou zijn en stuurde een link naar de aanmeldingsprocedure. Zo kwamen we uiteindelijk als een van de dertien geselecteerden terecht", aldus Norbert Kapiński.

Hij voegde toe dat hij ook persoonlijk gemotiveerd is om te werken omdat het een van zijn dromen is om tenminste de kromming van de Aarde vanuit de ruimte te zien.

De Ax-4 missie is een commerciële bemande expeditie uitgevoerd door Axiom Space. De Poolse deelname aan deze missie is het resultaat van een overeenkomst die het Ministerie van Ontwikkeling en Technologie en de Europese Ruimtevaartorganisatie (ESA) hebben ondertekend voor de voorbereiding en uitvoering van de Poolse wetenschappelijke en technologische missie IGNIS. Ook het Poolse Ruimtevaartagentschap (POLSA) is als uitvoerend agentschap van het Ministerie van Technologie en Technologie betrokken bij de voorbereidingen.

De Ax-4 bemanning bestaat uit: Peggy Whitson (USA) – commandant; Sławosz Uznański-Wiśniewski (Polen/ESA) – specialist; Shubhanshu Shukla (India) – piloot en Tibor Kapu (Hongarije) – specialist. De lancering staat officieel gepland voor niet eerder dan mei; Officieel zal dat waarschijnlijk ergens begin mei/juni zijn. De astronauten vliegen met een SpaceX Falcon 9-raket naar het ISS. De Dragon-bemanningscapsule wordt vanaf het Kennedy Space Center van NASA in Florida in een baan om de aarde gebracht. Astronauten zullen 14 dagen in het Internationale Ruimtestation verblijven. (PAP)

Wetenschap in Polen, Agnieszka Kliks-Pudlik

akp/ zan/ ktl/