太空機器人2.0:智能型火星車可自主決策

2009年09月22日08:48  

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美國宇航局的下一代火星車-好奇號
美國宇航局的下一代火星車-好奇號
  據《新科學家》雜志報道,目前,各國探索太空的熱情日趨高漲,美國宇航局也在加緊開發新一代機器人探測器----月球車和火星車,也就是所謂的“太空機器人2.0”,新一代太空機器人的自主決策能力更強,可以更為獨立地完成復雜的任務。

  利用漫游車探索遙遠世界

  有東西在動!塵土中一動不動的兩個機器人發現了異常情況,其中一台六輪機器人將信號發給另一台停在岩石斜坡上的機器人。它們會拍照然后將信息發回任務控制中心呢?時間有限,它們還有一大堆工作需要完成,而且能量儲備也在一點點耗盡,兩個機器人必須在幾秒鐘內做出決定。它們該怎麼辦?

  今天,任務控制中心距離兩個機器人隻有10米----它們都在位於加利福尼亞州帕薩迪納的美宇航局噴氣推進實驗室的一個車庫裡。工程師可以隨時走進來,糾正機器人的錯誤。如果此次實驗取得成功,兩個機器人發現異常情況后,能夠自決定將圖像傳回基地,那麼科學家距離實現美國宇航局未來目標又前進了一步,即利用智能太空探測器探索遙遠世界,在很少或根本沒有控制人員幫助的情況下,尋找水或生命跡象。

  美宇航局多年前便同其他太空研究機構一道,對這種自主任務進了嘗試。例如,1999年,美宇航局“深空1號”探測器利用智能導航系統尋找一條通往一顆小行星的道路——這一行程長達6億公裡。

  從2003年至今,美宇航局“地球觀測1號”(EO-1)衛星上的一套自動控制系統便開始繞地球旋轉。它協助“地球觀測1號”衛星發現火山噴發和災難性洪水,以便讓這顆衛星可以拍攝到這些事件,將照片傳回地面控制中心供科學家研究。今年10月左右,一套經過升級的最新智能軟件將上傳至美宇航局的一部火星車上,進一步提升其自我決策能力,令它可以獨立尋找不同尋常的岩石結構。

  這一構想不是為了徹底讓機器人擺脫科學家對其控制。不過相比以前,將機器人送入太空第一次變得如此容易,而且費用大大降低,所以,何不讓它們變得更有效率呢?此外,機器人距地球基地越來越遠,使得通過地面人員對機器人進行遙控變得越來越不切實際,因為指令從地球到達火星可能需要20分鐘,而到達木星的幾顆衛星更是長達一個小時。在這種情況下,我們應該開發什麼樣的機器人呢?

  首先,應該建造可以獨立導航,對意外事件迅速做出反應、甚至在關鍵零部件失靈仍能繼續工作的機器人。其次,訓練行星機器人去發現岩石中的骨骼化石,而像將活細胞同土塊區別開來這樣的任務更是小菜一碟。美宇航局“機遇”號和“勇氣”號是最接近具有大腦的太空機器人目標的兩部火星車,盡管如此,它們的能力仍相當有限。自2004年1月著陸火星以來,它們不得不處理六項重大技術故障,比如存儲模塊發生故障,車輪陷進沙土等。“機遇”號和“勇氣”號目前仍在火星上工作,將重要的地質數據傳給地面任務控制中心的工程師,后者可以遙控對它們進行維修。


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(責任編輯:魏艷)
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