大家还记得这张来自月球背面的合影吗?画面中,嫦娥六号探测器的着陆器和上升器组合体矗立在月背。照片一公开,中外网友都在热议,这张照片是谁拍的?又是怎么拍的?下面我们就来认识这位月球“小小摄影师”——月面自主智能微小机器人。
说它小,是因为它个子小、重量小,总重量不到5公斤,但它的本事可不小。航天科技集团介绍,小机器人虽然非常小,但功能很齐全,它具有全套自主的月面分离、移动和月面成像功能。它到达月面之后能够自主从着陆器上分离下来,然后移动到一个相对适合成像的位置,并且能够智能取景,为嫦娥六号任务留下一些珍贵的记忆。
科研人员介绍,这位摄影师的最大特点就在于自主智能,具备了类似思考和判断的能力,简单来说,就是让它更像一个人。
据介绍,航天科技集团用人工智能的技术来增强它的自主能力,目前用的还是神经网络。发挥神经网络学习人经验的能力,可以实现很多用传统方法实现不了的目标,比如调整拍照的角度。这次也是验证了基于神经网络的人工智能技术在月球表面的环境下、在有限的计算资源约束下的可行性。
月面自主智能微小机器人这次的主要任务就是在月球背面拍摄一张嫦娥六号着陆器和上升器的合影。想要成为一名合格的摄影师可不容易,要对构图、光照和拍摄角度有一定的研究。
以往在月球的拍照任务,都需要测算出拍摄物与拍摄设备之间的相对距离、方位和最佳拍照时间。但这次采用的是自主智能的拍照方式,如何拍得好看,全靠机器人自己来判断。
据介绍,智能算法就是模拟人对一个物体进行拍照,不需要做精确的计算,而是根据拍到的照片好与不好,自主进行判断,自主做一些决策调整,最终达到最好的效果。
自主智能和现在火爆的AI技术类似,都需要通过大量学习来积累经验。但月背拍照与地面拍照不同,最大的问题就是光源单一,都是来自太阳的平行光,背景又是完全黑的星空,让机器人学习地球的摄影作品是不行的。为此,科研人员买了各种各样的灯,来让机器人学习这种特殊的光照条件,最终实现了拍照的智能决策。
正是做足了准备,才让自主智能机器人到达月背后,能够快速自主调整距离和角度,在很短时间内就圆满完成了任务,拍下了这张嫦娥六号月背工作的经典照。
月球背面与月球正面相比,有着截然不同的地貌特征。正面的月球表面呈现出广阔的平原和巨大的撞击坑,而背面的月面则表现出更多山脉、深谷和火山口等特征,地势更加复杂。在航天科技集团的一间实验室内,科研人员在模拟特殊地形上进行小机器人的测试实验。
实验初期,小车的实验基本上没有一次就成功的,为了能达到去月背的要求,团队要反复调整小车的结构和技术细节。反复的实验失败,也让团队一度对设计理念产生了怀疑。虽然也有过失落的时候,但团队觉得,让自主智能技术能在月球上应用这个事值得做,再多的困难也应该做成。
再难、再累、再紧张,还是得静下心来先把问题解决了。发现一些问题是好事,抓紧去定位问题,然后找解决措施,最后再进行设计完善,才有最后的表现。
为了让这位月球摄影师体能达标,科研人员开展了上百次的各类地面试验。正是科研人员背后的不懈努力,让这位月球摄影师有了更强的体魄,在月背成功完成任务,开创了自主智能技术在深空探测的第一次应用。
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来源 | 中国航天科技集团
编辑|王舒颖 张未 王豪 刘彦