当前位置: 首页 > 科技赋能

借助人工智能,太空探索效率能否提升10倍?

时间:2024-05-22 12:14:38 科技赋能

据 SingularityHub 称,太空探索中的人工智能 (AI) 正在蓄势待发。

未来几年,当我们前往彗星、卫星和行星,并探索开采小行星的可能性时,新的任务可能会得到人工智能的大力帮助。

欧洲航天局(ESA)先进概念与研究办公室主任利奥波德·萨默尔(Leopold Summerer)在接受采访时表示:“AI改变了游戏规则,让科学研究和探索变得更加高效。

AI不仅让这个效率不是翻倍,而是提高了10倍。

”例子比比皆是,人工智能在太空探索中的历史比许多人想象的要长得多,人工智能已经在研究我们的星球、太阳系和宇宙中发挥着重要作用,随着计算机系统和软件的发展,人工智能的潜在用例也在不断发展。

地球观察者一号 (EO-1) 卫星自 2000 年代初发射以来,其机载人工智能系统帮助优化了对洪水和火山爆发等自然灾害的分析和响应。

甚至能够让地球观察者 1 号卫星在地面工作人员意识到事件发生之前开始拍摄图像。

天空图像编目和分析工具 (SKICAT) 帮助研究人员对第二次发现的天体进行分类。

帕洛马巡天计划旨在对数千张低分辨率拍摄的物体图像进行分类,远远超出了人类的能力,类似的人工智能系统已经帮助天文学家识别了 56 个新的可能的“引力透镜”,这些透镜在暗物质研究中发挥着关键作用。

人工智能搜索大量数据并发现相关性的能力将变得越来越重要,因为它充分利用了现有数据。

欧洲航天局的 ENVISAT 每年产生约 TB 的新数据,但这与平方公里阵列相比相形见绌,后者每天产生的数据量与目前互联网上的数据量差不多。

人工智能帮助登陆火星 人工智能还用于轨道和有效载荷优化。

这两项任务都是美国宇航局下一次火星漫游者任务的重要步骤,该任务将于今年年初登陆火星。

被称为 AEGIS 的人工智能已经出现在美国宇航局当前的火星漫游车上,该系统帮助摄像机自动瞄准目标并选择要调查的物体。

然而,下一代人工智能系统将能够控制车辆、自主协助研究选择、动态安排和执行科学任务。

来自丹麦 DTU Space 的 John Leif Jorgensen 在其职业生涯中设计了许多用于多颗卫星的设备和系统。

Jorgensen 是 PIXL 的团队成员,PIXL 是火星车上的自主科学仪器,广泛使用人工智能。

目的是调查火星上是否存在类似叠层石的生命形式。

“PIXL 的显微镜安装在探测器的臂上,需要放置在距离我们想要研究的物体 14 毫米的地方,”乔根森在接受采访时说道。

“这要归功于探测器上安装的多个摄像头。

听起来似乎很简单,但移交过程和确定手臂的确切位置非常困难,就像从屋顶拍摄的街道照片中识别建筑物一样。

然而,这是人工智能特别适合的事情,“人工智能也可以帮助 PIXL。

夜间自动运行,并随着环境变化不断调整。

在火星上,昼夜温度的变化可能超过摄氏度,这意味着探测器、相机、机械臂和所研究的岩石下方的地面距离都在不断变化。

乔根森说:“人工智能是所有这些努力的核心,有助于将效率提高一倍以上。

”先火星,再卫星 火星很可能距离人工智能太空探索的最终目的地还很遥远。

木星的众多卫星长期以来一直让科学家们着迷。

尤其是木卫二,可能有一个地下海洋,埋在大约 10 公里的冰层之下。

它是太阳系中除地球之外最有可能发现生命的地方之一。

虽然该任务可能在未来某个时间完成,但 NASA 目前的计划是在 2019 年将詹姆斯·韦伯太空望远镜发射到距地球约 10,000 公里的轨道。

该任务的一部分将涉及一个由人工智能驱动的自主系统,该系统负责监督整个太空望远镜。

望远镜的公斤镜的部署。

地球和木卫二之间的距离,或者地球和詹姆斯·韦伯望远镜之间的距离,意味着通信将会延迟。

这反过来又使得执行太空任务的宇航员必须做出自己的决定。

火星车项目的例子表明,由于距离较远,火星车与地球之间的通信需要20分钟的延迟。

欧罗巴任务的通信延迟可能会更长。

这两项任务都在不同程度上说明了目前在太空探索中使用人工智能面临的最重大挑战之一。

人工智能系统的性能与其接收的数据量之间通常存在直接联系。

数据越多,AI系统的表现就越好。

但我们没有大量数据来训练这样的系统来预测在木卫二这样的地方执行任务时可能出现的挑战。

计算能力是第二个挑战。

艰苦且耗时的审批过程和辐射风险意味着在不久的将来,您家中的计算机可能比任何进入太空的计算机都更强大。

MHz 处理器、MB RAM 和 2GB 存储空间可能听起来更像诺基亚而不是 iPhone X,但它实际上是下一代太空探测器的“大脑”。

私营企业的腾飞 私营企业正在帮助突破这些限制。

CB Insights统计了航天领域的57家初创公司,涵盖自然资源、消费旅游、研发、卫星、航天器设计和发射、数据分析等各个领域。

日本卫星公司 Axelspace 的工程师 David Chew 解释了私营公司如何提高太空探索的效率和成本效益。

David Chew 在接受采访时表示:“许多私人航天公司正在利用后备系统,并寻找使用传统公司认为非航天级的组件和系统的方法。

通过实施后备操作并使用人工智能,可以集成在更遥远的未来,改变火星环境等壮举正在等待着我们,而无需人工智能的帮助,这些项目将其他行星转变为类似地球的环境。

自主飞行器已经开始在地球上进行“改造”。

BioCarbon Engineering 使用无人机在一天内种植 100,000 棵树。

第二波无人机负责实际种植,就像指数技术一样,协同和融合的潜力是巨大的,例如人工智能和机器人,或量子计算和机器学习。

为什么不将人工智能驱动的机器人发送到火星并将其用作地球科学家的远程操作目标?可以说,我们已经处于使用虚拟现实 (VR) 和增强现实 (AR) 系统的早期阶段,这些系统从火星漫游者获取数据并创建一个虚拟景观,科学家可以在其中四处走动并决定漫游者将前往的位置。

下一个勘探目标。

人工智能在太空探索中的最大好处之一可能与其实际功能无关。

David Chew 相信,在短短 10 年内,我们就可以在人工智能的帮助下在柯伊伯带发现第一颗具有采矿能力的小行星。

他说:“我认为人工智能对太空探索的贡献在于,它开辟了一系列新的可能的产业和服务,这将对地球上人类的生活产生更直接的影响。

它成为一个引起共鸣的产业,已经产生了巨大的影响。

”对人们的日常生活产生真正的影响。

当太空探索已经成为人们思维方式的一部分时,地球和太阳系之间的界限就变得不那么重要了。