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新型智能太空服将使宇航员成为“半机械天体生物学家”

发布时间:2020-10-10 17:08:38

如果配备了可穿在身上的人工智能系统以及可看到肉眼所无法看到事物的“数字眼”,未来的太空探险家不仅仅是宇航员,还摇身一变,成为“半机械天体生物学家”(cyborg astrobiologists)。
 
这是美国芝加哥大学地球学家帕特里克·麦奎尔(Patrick McGuire)领导的研究小组给我们描绘的前景。该研究小组开发出的运算公式可以识别贫瘠地带的生命迹象。麦奎尔说:“当孩子们展望周围美景时,他们总是对不同寻常的东西感兴趣。这是我们希望在半机械天体生物学家身上看到的。”
 
麦奎尔开发的技术核心是Hopfield神经网络——一种人工智能网络,可依照以前见过的图形与最新数据进行对比,最终挑选出那些被认为是新的或与众不同的细节。正如发表于最新一期arXiv杂志上的论文所述,这套系统成功将地衣同周围岩石区分开来——这种原理论证实验为增加其他类型的数据奠定了基础。
 
过去几年,麦奎尔一直在不断改进CRISM系统,这是一套可在火星轨道运行的成像仪,能观测到红外线和肉眼看不到的其他波长,从而识别不同类型的岩石和土壤。麦奎尔将“半机械天体生物学家”的“数字眼”想象成了CRISM系统的微缩版本,它们的数据始终由Hopfield网络支持。
 
麦奎尔说:“你将拥有一套非常复杂的人工智能系统,从而可以接触到不同类型的遥感数据库及该领域以前从事的实地研究数据,它可以像人一样对这些数据进行推理。”地衣识别实验是在西班牙和美国犹他州火星沙漠研究站两地分别进行的。在这两次试验中,研究人员全都身穿宇航服,像真正的宇航员一样在野外生活了两周时间。
 
他们随身带有便携式数字显微镜和照相手机,通过蓝牙将数据传输给运行麦奎尔Hopfield网络的上网本。地衣识别是基于颜色数据。麦奎尔下一步计划是使Hopfield网络可以处理不同质感,最终,他希望对不同尺寸进行分析。麦奎尔警告说,这套系统距离真正应用于火星环境的目标还“十分遥远”,在人们亲自对火星表面展开探索前可能还需数十年时间。
 
据介绍,“半机械天体生物学家”可能会在南极寻找火星陨石,而地形识别运算公式可以上传至火星探测器上。麦奎尔说:“将来有一天,半机械天体生物学家将踏上火星的土地,任务完成后重返地球。这套运算公式可以帮助我们应对各种问题,但最终的探测任务还是要由人类来承担。”


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