作者 | Briley Lewis

翻譯 & 整理 | 楊陽

老實說，機(jī)器人探索太空比人類要容易得多。它們不需要新鮮空氣和水，也不需要在太空中拖著一堆食物來維持生命。不過，在以往，它們需要人類來引導(dǎo)并做出決定。然而，機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的進(jìn)步可能會改變這一點，讓它們成為行星科學(xué)中更積極的合作者。

檢測月球巨石和識別行星現(xiàn)象

在2022年底召開的美國地球物理學(xué)會（AGU）的秋季會議上，行星學(xué)家和天文學(xué)家共同討論了機(jī)器學(xué)習(xí)如何改變我們了解太陽系的方式，包括登陸木星寒冷的衛(wèi)星——木衛(wèi)二歐羅巴，以及識別小水星上的火山。

在對行星的探索中，往往需要大量的數(shù)據(jù)處理，這些會花費掉人類數(shù)月、數(shù)年，甚至是數(shù)十年的努力才能篩選出的數(shù)據(jù)，卻是AI算法的最大的優(yōu)勢所在。

其中，包括識別行星圖中的巨石。雖然這并非是一項人類難以企及的工作，但卻非常無聊，會占用科學(xué)家們本應(yīng)該用在科研上的寶貴時間。對此，斯坦福大學(xué)的行星科學(xué)家Nils Prieur表示說：“你能夠找到多達(dá)一萬，甚至數(shù)十萬塊巨石，但這非常耗時。”為了解決這個問題，Prieur在使用機(jī)器學(xué)習(xí)算法后可以在30分鐘內(nèi)檢測到整個月球上的巨石。

與此同時，機(jī)器學(xué)習(xí)算法提供的重要作用還包括判斷方位，探知這些大塊巖石在哪里，從而確保新的登陸任務(wù)可以安全降落在目的地。此外，巨石對地質(zhì)分析很有幫助，為在撞擊作用下如何分解周圍的巖石以形成隕石坑提供了線索。

計算機(jī)也可以識別許多其他行星現(xiàn)象：包括水星上的火山爆炸，木星肥厚大氣層中的漩渦和月球上的隕石坑，等等。

通過機(jī)器學(xué)習(xí)繪制冰塊

來自馬里蘭州的美國宇航局戈達(dá)德太空飛行中心的行星學(xué)家Ethan Duncan展示了機(jī)器學(xué)習(xí)如何識別歐羅巴上的冰塊。一直以來，木衛(wèi)二歐羅巴都是天文學(xué)家和行星學(xué)家們探索外星生命的主要目標(biāo)。

歐羅巴看上去是一個冰凍的星球，早在四百年前，伽利略便通過剛剛制作出的首個天文望遠(yuǎn)鏡“盯”上了這個大冰球。有冰就可能有水，據(jù)一些研究表明，歐羅巴的地下“海洋”含水量可能是地球儲水量的兩倍。

在歐羅巴的表面也有一些頗為混沌的地形，有些冰塊散落在一些較暗的地形中，如何通過機(jī)器學(xué)習(xí)繪制出這些冰塊成為機(jī)器學(xué)習(xí)的關(guān)鍵任務(wù)。

幫助探測器實現(xiàn)自主著陸

實現(xiàn)探測器的自主著陸，也是人工智能能夠為探索外太空帶來的重要貢獻(xiàn)之一。要知道，著陸對于探測器來說是非常大的挑戰(zhàn)，一直以來都是最危險的任務(wù)。

對此，同樣來自美國宇航局戈達(dá)德太空飛行中心的行星科學(xué)家Bethany Theiling表示說：“火星上的恐怖七分鐘是我們經(jīng)常談?wù)摰氖虑?，但?dāng)我們進(jìn)一步進(jìn)入太陽系時，情況可能會更加復(fù)雜。探測器的信息溝通可能延遲數(shù)個小時?！?/p>

在火星上降落航天器必須在七分鐘之內(nèi)完成，期間經(jīng)歷進(jìn)入、下降、減速、著陸等多個步驟。在降落過程中，探測器的運行速度遠(yuǎn)大于無線電信號從火星傳到地球的速度，這意味當(dāng)探測器進(jìn)入到火星大氣后需要自行判斷周遭環(huán)境，安全降落到火星的表面。

土衛(wèi)六泰坦則是土星衛(wèi)星中最大的一個，因為和早期的地球相似度極高，還被稱作“地球時光機(jī)”，讓科學(xué)家寄予了生命探索的厚望。而探測器想要降落到充滿甲烷的泰坦星上，來回的通信時長長達(dá)近三個小時，這就讓能否安全著陸變得更加撲朔迷離和焦灼。

無論是火星還是土衛(wèi)六，Theiling認(rèn)為機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能都可以幫助解決降落中存在的風(fēng)險，為探測器提供基于周圍環(huán)境的觀察而做出決策的能力。

“我們并非要脫離科學(xué)家和工程師?！盩heiling表示說，“我們想做的是，花在數(shù)據(jù)處理上的時間將是我們可以管理的最有用的時間。機(jī)器學(xué)習(xí)不會取代人類，但希望它可以成為我們科學(xué)發(fā)現(xiàn)的強(qiáng)大補(bǔ)充。”