太空探索机器人将装大脑：具备决策能力
来源：科学时报：2013年09月18日
北京时间9月17日消息，据国外媒体报道，美国科学家正在研制一款名为“TextureCam”的智能照相机，不仅能够给外星球上的岩石拍照，同时还能对照片进行分析并根据分析结果决定下一步的行动。在未来的太空探索机器人身上，美国宇航局有望安装TextureCam，使其扮演大脑的角色，让机器人具备自行作出决定的能力。
宇航局的“好奇”号火星车虽然得出了一系列引人注目的发现，但这辆火星车在设计上并没有达到科学家完全满意的程度。它是一辆没有“大脑”的火星车。在每个火星日的开始，宇航局需要向“好奇”号传输工作议程方面的信息。由于与火星相距遥远，导致双方之间的通讯出现长时间延迟。即使以光速传输，从地球发出的指令也需要大约20分钟才能抵达火星表面。来回就是40分钟，让对“好奇”号进行实时操控成为一种不可能。地球与木卫二“欧罗巴”之间的通迅延迟时间更长，达到90分钟。天体生物学家怀疑木卫二上有生命存在。
美国科学家正在研制一种“智能”照相机，不仅能够给外星球上的岩石拍照，同时还能对照片进行分析并根据分析结果决定下一步的行动。这种智能照相机名为“TextureCam”，有望改变这种现状。TextureCam装有两个镜头，能够拍摄3D照片。此外，它还装有一个特殊的处理器，独立于机器人的主电脑，负责分析照片。通过分析照片中呈现的纹理，处理器能够辨认出沙子、岩石和天空。随后，处理器根据照片中岩石的尺寸和距离判断岩层是否具有科学研究价值。
如果发现一块有趣的岩石，TextureCam便会将岩石的高分辨率照片传回地球，或者向主处理器发送指令，命令机器人移动到岩石位置，而后采集样本。TextureCam项目研究员、加利福尼亚州喷气推进实验室的地质学家基利-瓦格斯塔夫表示：“我们当前的太空探索采取的是微管理方式。虽然这种方式对于火星车来说足够了，但对于距离地球更远的星球，这种方式便存在局限性。如果你希望实施更雄心勃勃的探索计划，探索木卫二‘欧罗巴’、小行星和彗星，你就需要让机器人具备更大的自治能力。”
最近，研究人员为“好奇”号增加了自治导航能力。“好奇”号的科学研究目标仍需根据它向地球传回的照片决定。火星-地球之间的通迅消耗大量能量，每秒传输的数据在0.012兆位左右，只有3G手机网络的1/250左右。火星轨道器能够帮助加速数据传输，但这种帮助只有在卫星进入适当位置后才能成为现实，每天可用时间只有几分钟。“好奇”号的通迅能力受限，限制了向地球传输的火星照片数量。瓦格斯塔夫表示：“如果这辆火星车能够自行决定哪些研究对象在科学上具有重要意义，便会给这些对象拍摄更多照片，而后将照片传给地球。这种能力还可以与它的其他能力结合在一起，得出出乎意料的新发现。”
TextureCam还处在初级阶段。瓦格斯塔夫和同时训练TextureCam分析此前的火星车任务拍摄的火星照片。TextureCam接受的训练与智能手机和电脑的面部解锁类似。展示给TextureCam的有趣岩石的样本更多，辨别让岩石具有重要科学研究价值的共同特征的能力就越强。最近，TextureCam成功在加利福尼亚州南部的莫哈韦沙漠的多岩地带成功接受测试。莫哈韦沙漠与火星地表类似，是一个合适的测试地点。
