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NASA 毅力號創歷史:首次完全由 AI 規劃火星行駛路線

自主導航技術突破,為未來深空任務開創先河

NASA 的毅力號(Perseverance)火星車剛剛創造了歷史:這是人類首次讓火星車使用人工智能而非人類操作員來規劃行駛路線。這項突破標誌著太空探索自主化邁出了重要一步。

通訊延遲的挑戰

火星與地球之間的通訊延遲是太空探索面臨的最大挑戰之一。信號單程傳輸需要 4 至 24 分鐘(取決於兩顆行星的相對位置),這意味著實時控制完全不可能。

傳統上,NASA 的做法是:毅力號將圖像傳回地球,人類工程師分析這些圖像後制定行駛計劃,再將指令傳回火星。這個過程可能需要一整天甚至更長時間。

火星通訊挑戰

  • 信號延遲:4-24 分鐘單程
  • 傳統流程:人類規劃需要數小時到一天
  • AI 優勢:車載即時決策
  • 效率提升:大幅增加每日探索範圍

AI 自主導航系統

毅力號搭載的 AI 自主導航系統能夠分析其攝像頭捕獲的火星地形圖像,識別危險障礙物(如大石塊、陡坡、沙坑),並自主規劃最安全、最高效的行駛路線。

關鍵能力

  • 地形分析:AI 可以識別和分類不同類型的火星地形
  • 危險評估:自動評估潛在危險並計算風險
  • 路線優化:在安全性和效率之間找到最佳平衡
  • 即時調整:在行駛過程中根據新信息調整計劃

這次任務的意義

此次 AI 規劃的行駛是一次精心設計的測試。NASA 工程師選擇了一段複雜但可控的地形,讓 AI 完全自主地規劃路線。結果令人印象深刻:AI 不僅成功避開了所有障礙物,還找到了一條比人類可能規劃的更高效的路線。

「這不僅是技術的勝利,更是我們探索方式的根本轉變。有了自主導航,我們可以讓火星車做更多的科學工作,而不是等待地球的指令。」

對未來太空任務的影響

這項技術對於未來的太空探索至關重要:

火星樣本返回任務

計劃中的火星樣本返回任務將需要多個航天器協同工作。AI 自主導航可以讓這些航天器更獨立地運作,減少對地球控制中心的依賴。

更遠的深空探索

對於木星、土星等更遠的目的地,通訊延遲可能長達數小時。自主 AI 系統將是唯一可行的控制方式。

載人火星任務

未來的載人火星任務也將受益於這項技術。AI 可以輔助太空人進行探索決策,特別是在緊急情況下需要快速反應時。

技術細節

毅力號的 AI 系統運行在車載計算機上,這台計算機的運算能力相當於 1990 年代末的個人電腦。在如此有限的硬體上實現複雜的 AI 導航,是一項了不起的工程成就。

NASA 工程師使用了專門優化的神經網絡模型,能夠在低功耗環境下高效運行。這些模型經過大量火星圖像訓練,能夠識別火星特有的地形特徵。

香港航天科技的機會

這項突破對香港的航天和 AI 產業有啟發意義。香港的大學和研究機構可以在以下領域尋找機會:

  • 低功耗 AI 芯片設計
  • 自主導航算法研究
  • 太空級電子元件開發
  • 與國際太空機構的研究合作

本文要點總結

  • 毅力號首次使用 AI 自主規劃火星行駛路線
  • 克服了火星通訊延遲的重大挑戰
  • AI 系統在有限硬體上實現複雜導航
  • 為未來深空探索和載人任務奠定基礎
  • 標誌著太空探索自主化的重要里程碑