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編譯：楊承霖
校對：牧夫天文校對組
后期：庫特莉亞芙卡 李子琦
責任編輯：王啟儒
Astrobee自主飛行機器人，搭載傳感器與攝像頭陣列，通過風扇推進，在國際空間站的艙段間活動
2024年底，一臺Astrobee加裝實驗性“觸手”機械臂，在太空中完成首秀。不久的將來它們有望接管庫存核查、實驗監(jiān)控、宇航員活動拍攝等日?，嵤?/strong>
Credit：NASA
“如果Astrobee在察覺到火災跡象后，決定自主關(guān)閉關(guān)鍵實驗設備，人類該不該阻止？”
一個月前，我與NASA Astrobee項目的軟件工程師通話，這個問題讓電話兩端同時陷入了短暫的沉默。
工程師輕輕嘆了口氣：“老實講，我們內(nèi)部也一直在討論類似的問題?！?/p>
正是這個微妙的停頓讓我意識到，我們已經(jīng)走到一個微妙的分界線上——人工智能在太空探索中的角色正悄然變化。從最初的輔助工具到如今被賦予某種程度的自主決策能力，這些機器人越來越接近于擁有真正的“判斷力”。
離不開，也無法回避
為什么我們需要Astrobee這樣的機器人？我拿起筆和紙開始計算：國際空間站上，宇航員每年大約有1,400小時用于重復性任務（如設備維護和物資盤點）。如果按ISS整體運營費用約30億美元分攤到全年約52,560個宇航員小時計算，每小時成本大約為57,000美元，從而這些重復任務的成本估計約為8,000萬美元左右。隨著國際空間站老化，這類工作會愈發(fā)耗時（前蘇聯(lián)的“和平號”空間站在運行后期，航天員用于設備維護和排除故障的時間約占整個工作時間的80%）
從成本的角度考慮，自主決策，替代重復性勞動的機器人在實現(xiàn)可持續(xù)太空探索方面必不可少
在情感上支持宇航員，或許未來我們也要依靠AI的幫助
早在五年前，在國際空間站的微重力環(huán)境中，就有這樣一個白色球形機器人正輕盈地穿梭于實驗艙之間
CIMON能聽懂多國語言指令。借助周身8個微型風扇，它能自主漂移，始終跟隨在宇航員身旁。歐洲航天員亞歷山大·格斯特曾這樣評價："就像帶著個會飛的智能音箱工作——當實驗手忙腳亂時，一句'CIMON，播放貝多芬'就能讓艙內(nèi)響起《月光奏鳴曲》。 但CIMON遠不止是太空版Siri。在參與晶體生長實驗時，它能實時調(diào)取操作手冊視頻。有次格斯特開玩笑說要給它斷電，CIMON用溫柔的電子音回應："請對我好一點，我正在努力學習成為更好的助手。"這個瞬間被攝像機記錄下來，成為AI情感化設計的經(jīng)典案例
Credit：NASA
深空探索中，AI的重要性更是早就得到了認知
火星與地球的單向通信延遲可達22分鐘，木星任務延遲則超過1小時。 當深空探索的邊際突破至海王星軌道以外，光速通信延遲以小時計，人類必須學會信任機器的“直覺”。
當NASA的毅力號火星車于2021年初登陸火星時，它不僅攜帶了先進的科學儀器，更配備了一套人工智能（AI）工具，使其成為有史以來最自主的探測車。“自動駕駛”能力使其行駛速度飆升至每小時120米，較此前的“好奇號”提升約五倍。 毅力號還搭載了名為AEGIS的AI目標選擇系統(tǒng)，無需等待地球指令便會自主鎖定巖石目標進行激光分析。2024年，日本宇航局的智能月球探測器SLIM成功驗證了AI驅(qū)動的著陸引導系統(tǒng)。降落過程中，SLIM的計算機視覺軟件將攝像頭畫面與預存月球地圖進行匹配，實時確定著陸點。最終實現(xiàn)距目標點55米處精準降落——相比之下，阿波羅著陸器平均距離目標要偏離超過一公里。我們正在教會航天器自主思考。
當通信延遲超越人類反應極限，AI必須獲得“抗命權(quán)”。如今，幾乎所有的深空探測器都擁有某種程度的自主決策能力。
起草硅基生命與碳基生命的太空盟約
回到之前的問題：假設Astrobee在檢測到艙壁溫度異常升高后，自主啟動應急協(xié)議——關(guān)閉相鄰艙段氧氣閥、隔離供電線路，并釋放滅火凝膠。這套操作將導致價值8.2億美元的超冷原子實驗室永久損毀，但可能挽救空間站整體結(jié)構(gòu)。問題在于，這個決策是否應該由AI做出？地面控制中心需要至少7分鐘才能收到完整數(shù)據(jù)包，而艙內(nèi)火災蔓延的黃金應對窗口只有90秒。
這觸及了AI太空探索的終極悖論：我們既需要機器比人類更快，又恐懼它們太快。
此刻，全球至少有100個太空AI項目如雨后春筍般成長，光是洛克希德-馬丁一家公司已在進行80多個相關(guān)計劃
種子計劃除外，我們也已經(jīng)見到大規(guī)模的運用。SpaceX的“星鏈”互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星群（已部署數(shù)千顆）本質(zhì)上是一個AI驅(qū)動的蜂群系統(tǒng)。每顆衛(wèi)星搭載的軟件能基于軌道數(shù)據(jù)預測碰撞風險，并在無地面指令情況下自主規(guī)避。事實上，星鏈衛(wèi)星“通過機載AI自主決定避撞機動”——最近六個月，該星座以自動化方式執(zhí)行了超過5萬次碰撞規(guī)避操作。SpaceX甚至將規(guī)避閾值收緊至百萬分之一概率，推進器會提前點火預防
在“嫦娥四號”任務中，“玉兔二號”月球車自 2019 年以來一直在月球背面漫游，由于通信窗口有限，它很大程度上要依賴自身的導航。計劃于 2026 年發(fā)射的“嫦娥七號”任務將攜帶可以在陰暗坑洞中自主跳躍并尋找水冰的小型“跳躍器”
我們正站在一個歷史性的關(guān)頭。 正如 20 世紀 60 年代的太空時代是由火箭工程的突破推動的一樣，2020 年代和 2030 年代的新一輪探索浪潮將由人工智能和計算領(lǐng)域的突破推動。 先進的火箭和航天器將我們帶到新世界，而先進的人工智能讓我們在到達那里后能夠高效地探索這些世界。
不知不覺見人類將命運交給我們創(chuàng)造的工具
Credit: Space News
想象一下，當載著數(shù)十名乘客的星艦的猛禽發(fā)動機根據(jù)實時震波分析，在毫秒間調(diào)整推力矢量；某顆歐洲氣象衛(wèi)星在太空垃圾雨中突然啟動"蜂群協(xié)議"，將3顆發(fā)展中國家剛發(fā)射的納米衛(wèi)星推向更高風險軌道，以保全自身價值27億美元的高精度傳感器陣列；自主決策的探測器在一顆遙遠的系外行星上意外發(fā)現(xiàn)了一個充滿微生物的生態(tài)圈，決定進入這個生態(tài)圈進一步探測， 但也對生態(tài)圈造成無法逆轉(zhuǎn)的污染 — 人類在賦予AI星際決策權(quán)時，正手握雙刃劍
或許在不久的將來，這些硅基實體將不只是工具，而是承載著人類文明意志的太空原住民。而在那一天真正到來之前，還有太多技術(shù)，戰(zhàn)略，法律，以及倫理的考量有待探索
——The End——
『天文濕刻』 牧夫出品
微信公眾號：astronomycn
披著藍色光帶的紅月
Credit: Zixiong Jin
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