昱见|未来，让人工智能替我们航向“星辰大海”

前些年,美国动漫大片《机器人总动员》在全球大火,该片的背景是2700年地球已经不适于人类生存,留下了主角瓦力等一批机器人代替人类照管地球,人类自己则航向了茫茫无际的宇宙。不过,新近的一些科学研究表明,未来或许正好相反:大多数人类留在地球繁衍生息,让人工智能机器人替我们在宇宙中完成开拓。目前,科学界已经完成了这一梦想的第一步——先把人工智能送上天。

卖萌又能干的AI“宇航员”

当地时间7月3日,美国国家航空航天局(NASA)发布消息称,“龙”飞船已成功与国际空间站对接。

6月29日,“龙”飞船从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地发射升空,7月2日早晨飞抵国际空间站。“龙”飞船此次为国际空间站送去总重近2.7吨的物资,其中最引人关注的就是首名人工智能“宇航员”。

这个智能机器人名叫“西蒙”,它将协助人类宇航员完成多项任务,以检验它们能否充当人类探索太空的可靠助手。

这个人工智能机器人全名是“宇航员交互移动伴侣”,小名“西蒙”。它由德国航天中心委托欧洲空中客车公司开发,采用IBM的人工智能技术。

“西蒙”是首个进入国际空间站的人工智能“宇航员”,它的这次太空之旅没有时限,在空间站期间,它会持续学习、更新知识。NASA曾把一个名为“机器宇航员”的人形机器人送入空间站。它有手有脚,能抓东西能攀爬,但不具备人工智能,今年5月返回地球。

“西蒙”由金属和塑料以3D打印技术制成。它没有躯干和四肢,只有一个大小与篮球相近的圆脑袋,被称作“飞行大脑”。“西蒙”装备多部传感器和十多部驱动风扇,能识别人脸和声音,从而与人类宇航员面对面交流。“西蒙”看起来就像篮球上安了个电脑屏幕,长方形显示屏上有一个十分简化的卡通脸,上面显示眉毛、眼睛、鼻子和嘴。

另外,“西蒙”虽然没有手脚,但可以在无重力环境下自由飞行。这是因为科研人员在它体内配置了14个内置风扇,这些风扇能通过吸入国际空间站内的空气,然后推动“西蒙”向任何需要的方向移动。哪里有宇航员呼唤,它就飘到哪里。

“西蒙”的主要任务是协助宇航员完成预定任务、提高做事效率。其电子屏幕不仅仅会卖萌,还可以进行指令操作。它存有空间站的任务计划和操作程序,当宇航员做实验时,可按照语音指令,在显示屏上显示宇航员所需信息,解放宇航员的双手。它还是一台移动摄像机,能拍摄宇航员的工作过程,供实时观看或事后分析。

具体而言,“西蒙”此次进入国际空间站将执行三项任务:协助宇航员完成一项晶体实验,拍摄记录一次医学实验、玩魔方。“西蒙”的使命是检验人工智能机器人能否向宇航员提供有效帮助,从而在未来伴随人类前往月球、火星及更遥远的宇宙空间。

空客公司“西蒙”项目主管蒂尔·艾森贝格表示,“西蒙”可倾听并理解用户,并实现对话。它还能探测到用户的情绪变化,并利用这些信息与空间站宇航员更好地交互。

NASA透露,过去10年间,人类的太空任务持续时间越来越长。今后深空探索过程中,面对航天器内越来越复杂的设备和操作活动,宇航员压力巨大。“西蒙”类型的人工智能机器人可协助宇航员执行更多任务,让他们有更多时间休息,缓解飞行过程中的压力。与此同时,“西蒙”诙谐喜感的长相和交互的功能也能够为宇航员减轻压力。

在美国广播公司播放的一段由IBM提供的录像里,“西蒙”正与这家企业人工智能项目主管马蒂亚斯·比尼奥克展开互动,它微笑着回答了多个问题。比尼奥克解释:“‘西蒙’的任务是当友善的同事。”

机器人代替我们漫游太空?

有应变能力、会聊天、偶尔还卖卖萌,听上去,NASA刚刚送上天的这个机器人确实跟电影《机器人总动员》中的瓦力很像,但如果你认为这仅仅是NASA制造的一个噱头,那就错了。事实上,NASA让人工智能与太空探索结缘的尝试早已开始了。

去年12月,NASA正式宣布在一个恒星周围发现了由8颗行星组成的行星系统——开普勒90系统,这是科学家有史以来第一次发现了一个和太阳系类似的有8颗行星的星系。这则消息公布后,外界一度感到十分奇怪:在茫茫宇宙中,辨识一颗恒星是否具有行星陪伴需要极端复杂的分析,而NASA该项工程刚刚开始不久,它是怎样做到的?随后披露的信息揭开了谜底。原来这次发现离不开AI的助攻,NASA利用谷歌公司提供的具有深度学习能力的人工智能,分析开普勒太空望远镜得到的海量数据,最终实现了人类难以企及的分析效率。

这件事情给了立志太空探索的天文学家们一个重大启示:以往,计算机在太空中总被视为比宇航员更不靠谱的存在。载人航天和无人太空探索一个重要的区别,就是后者一旦发生突发事件,必须通过地面人工干预进行挽救,而很难自助排障。而在茫茫宇宙中,光速的制约使得遥远距离上的通讯存在巨大延迟,等待人工控制台的指令往往意味着错过转瞬即逝的时机。

不过,当人工智能学会深度学习,该问题似乎看到了解决的希望。在可预期的未来,“西蒙”的后辈们有望具备处理复杂故障的能力。在更远的未来,科学家们还会将飞船的“掌舵权”交给人工智能,反应迅速的人工智能在捕捉引力轨道窗口、规划最省时、省燃料航程方面比宇航员甚至地面的数学家们更为拿手。届时星际航行将迎来一次“简易化革命”,其意义不亚于计算机从难懂的DOS界面升级为直观的Windows系统。

为人类移民外星球“打前哨”

当然,人工智能在太空中更适合的工作是为人类的外星球移民建立“前哨阵地”。目前,在人类移民月球或火星的规划中,“第一批移民”被认为是最大的一道门槛。因为他们不仅要在未经开发的恶劣环境中维持生存,还要担负建立移民站的任务,出于人道主义原则,飞船还必须配备万一移民失败回程的燃料。这些要求加在一起,让移民太空的第一步变得极其艰难。

然而,如果这一切能由人工智能代劳,问题就将迎刃而解。只要装备太阳能板和换修零件,人工智能就可以先期到达目标星球,为人类不眠不休地建造移民基地。等到基地条件基本成熟,再派遣宇航员,“第一批移民”的难题就可以被绕开了。事实上,这也正是美国著名企业家埃隆·马斯克旗下的SpaceX热心与NASA合作研究太空人工智能的一大原因。该公司目前已将在火星具有独立探索、建设能力的人工智能列为公司的预研项目,以便实现马斯克在百年内移民火星的宏愿。

在更遥远的未来,更先进的人工智能也许能在太空中完成一些超出我们想象的伟大工程。比如,如果人工智能能利用外星丰富的资源进行自我复制,那么则可以实现人工智能机器人在宇宙中不知疲倦的“病毒式繁殖”。这些成亿成兆计的人工智能将具有改造行星地貌,使其适合人类生存的偷天换日般的伟力。

所以,与《机器总动员》中的梦想不同,有一天,也许有能耐的人工智能都上天了,只有人类还蹲守在地球上,等待着他们带领我们前往一个又一个未知的世界。