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AI 機器人不只會聊天還會探索宇宙!一探各國研發了哪些功能的 AI 太空機器人?

112/05/31 瀏覽次數 17693
圖一:用於太空探索的 AI 機器人技術,未來將能夠更自主、更精確地執行任務,拓展探索太空的可能性,進一步增進人類對宇宙的理解。(影像來源:shutterstock)

圖一:用於太空探索的 AI 機器人技術,未來將能夠更自主、更精確地執行任務,拓展探索太空的可能性,進一步增進人類對宇宙的理解。(影像來源:shutterstock)

近期許多人關注在 ChatGPT 這樣的 AI 自然語言處理對話式模型應用,讓我們來換個角度一探目前 AI 在其他領域的重要應用:AI 如何化身為星際空間的探索者,協助人類探索更遙遠的宇宙?

人類對浩瀚宇宙的好奇心,長久以來都是太空探索的動力,而近年來隨著 AI 科技逐漸邁向普及化應用,機器人應用在太空領域中也變得越來越重要,從能夠在太空中自我複製的自主機器人,到專門為宇宙探測設計的節能 AI,人類探索宇宙的方式,以及太空產業的整體發展,都正因為有 AI 作為助力而不斷革新。

自己想辦法打造分身,自我複製出機器人軍團

2021 年,美國麻省理工學院(MIT)研究團隊開發出一種自我複製機器人,在 AI 技術驅動下,它能夠自己挑選零件、進行組裝,並建造出「幾乎任何東西」,包括複製貼上它自己,甚至分層搭建出更大的機器人,這是因為研究人員開發出一個集中控制程式,使機器人可以自我複製、拆解複雜結構、規劃移動路徑、合理分配任務,並分析出最佳組裝順序,來提高自我複製效率,避免過程混亂。

這種自我複製系統之所以能夠抓取正確的模組,按順序拼出想要的新結構,都要歸功於稱為體積像素(volume pixel)的微小子單元,它的靈感來源於晶格,也就是原子在晶體中排列規律的立體結構,它具有低密度、高剛度的優勢,且方便搭建和拆卸,而每個體素(voxel)都是相同的二維像素元件,這些體素能夠傳輸和接收來自其他體素的電源和數據,以便機器人進行組織操作。

結合機械結構與智慧控制系統,自我複製的 AI 機器人模組內建電池、中央處理器、執行器、導航系統等,研究團隊還為機器人加上「手腕」,使它能靈活移動、抓取零件、分層搭建,井然有序地自主組裝——這在宇宙探勘方面具有極大的應用潛力,例如用於建造特定結構,或組裝載具和設備;MIT 團隊正致力於完善這款自我複製機器人,期許能為太空領域創造更多創新突破。

新一代節電型 AI,極端環境中也保有高精密度

去(2022)年三月,日本 AI 新創 AI inside 與東北大學吉田和哉教授的團隊締約合作,該團隊獲選日本政府「MOONSHOT 型研究開發事業」專案,正致力於打造用於 2050 年代月球表面探勘的 AI 機器人系統。

此項研究涵蓋演算法與傳感器開發、衛星系統控制優化、實時數據處理與分析,以及用於太空探索的進階圖像識別技術,目標是要開發出一種節能且具高精確度的 AI 平台,能夠在能源匱乏的極端環境下運行,並引導行星探測器進行未知環境探勘,期盼能為太空產業持續做出突破性的貢獻。

A-Eye 傳感器幫助機器人蒐集數據

人類有一項優勢是當前 AI 技術上無法比擬的:根據不熟悉(未經機器學習訓練)的數據做出即時的判斷和決策,例如要選一條路徑攀上從未爬過的高峰,人類登山家憑直覺、經驗、或肉眼觀察地形而後做出的判斷,很可能優於 AI;因此,NASA 科學家 John Moisan 正在研發一款名為「A-Eye」的移動式傳感器。

Moisan 相信,真正聰明的機器,應該要能夠在面對全然未知的新事物時,辨識出哪些只是雜訊、哪些則值得進一步觀察,這點對於太空探索格外重要。A-Eye 能夠在多種地形上進行偵測,並運用蒐集到的數據進行圖像分析。

而為了探尋外太空可能存在的生命跡象,例如生物演化過程的證據,整合 A-Eye 的 AI 系統還會即時查看大型數據流,在新數據中找到已知模式,藉此去引導傳感器辨識並鎖定類似地球生物的化學特徵。

臺灣的太空機器人研發進展

臺灣在太空機器人研發方面,去年(2022年)9 月由臺灣大學學生組成的團隊才在「第 3 屆國際太空站 KIBO 機器人程式設計挑戰賽」(Kibo-RPC)中,在包含美國、日本等隊伍競爭下奪得冠軍。參賽者利用國際太空站上使用的機器人(Astrobee)進行演算法設計,來解決各種太空環境狀況模擬:這回競賽假定 KIBO 太空艙遭太空碎片撞擊,造成氣體洩漏,須操控飛行機器人 Astrobee 加以修復,而臺大團隊運用圖像辨識、路徑規劃、姿態控制等專長,出色的表現兼顧了準確度與時間,順利達成競賽任務。

用於太空探索的 AI 機器人技術,通過持續的創新,開發新材料和技術,未來機器人將能夠更自主、更精確地執行任務,拓展 AI 與人類合作探索太空的可能性,進一步增進我們對宇宙的理解!

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