早期的火星探測車只有比遙控汽車稍微高階一點的智慧。美國宇航局的“好奇號”探測車稍微進化了一些:它可以自行繞過簡單的障礙物,並發現沙塵暴。
對土星的衛星泰坦星進行機器人探索需要更多的智慧。泰坦星是太陽系中除地球外最活躍的環境之一,擁有甲烷潮汐海、風暴大氣和可能存在的冰火山。2005年,歐洲航天局的惠更斯探測器在泰坦星的一個海灘上著陸,並傳輸了90分鐘關於周圍環境的資料;從那時起,科學家們一直渴望派遣另一個具有更強持久力的探測器。但是,由於從地球到泰坦星的通訊需要數小時,機器人必須自行解決問題。如果它在甲烷海中漂浮了幾個月,最終接近海岸,它必須開始拍攝新出現的陸地照片。美國宇航局智慧機器人小組的工程師特雷·史密斯說,如果一隻甲烷生物章魚遊過,它必須注意到。他只是在開玩笑。
為了製造一個足夠智慧的機器人前往泰坦星,史密斯和其他工程師和科學家組成了一個團隊,本月在智利安第斯山脈高處的一個偏遠湖泊度過了三個星期。他們正在進行行星湖泊著陸器的現場測試,這是一個漂浮式太空探測器的早期原型,它可以注意到遊過的章魚等等。
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由於地球上沒有碳氫化合物海,來自美國宇航局艾姆斯研究中心和位於加利福尼亞州山景城的搜尋地外文明(SETI)研究所的研究人員選擇在正在消失的埃喬倫冰川下的一個湖泊上測試他們的探測器,這是一個理想的環境,用於測試必須注意到突發和微妙環境變化的技術。
自 2011 年以來,該機器人一直在探索該湖泊,其製造者定期訪問和升級,使其變得越來越聰明。8 月,該團隊賦予了機器人收集和傳輸氣象資料的能力。從那時起,該團隊收到了來自湖泊著陸器的六封電子郵件,每封郵件都準確地宣佈了湖泊上的風暴。在其中一個案例中,機器人傳送的隨附照片顯示其相機被雪覆蓋。
“我的同事在 Facebook 上發帖說他剛剛向好奇號傳送了當天的指令,我寫道,‘我的機器人比你的聰明——他是給我發電子郵件的人!’”SETI 研究所的首席研究員納塔莉·卡布羅爾說,“我們會阻止它撰寫我們的論文。”
湖泊著陸器在撰寫科學研究之前還有很長的路要走,但它已經掌握了一些自適應科學技術。它學會了注意到環境中的不規則現象,並將其儀器對準這些異常現象。它進行簡單的資料分析,並只向科學家傳送最有趣的資訊。
在泰坦星上,選擇性傳輸資料至關重要。美國宇航局機器人專家利亞姆·彼得森說,從泰坦星向地球傳送一位資訊大約需要一焦耳的能量。按照這個速度,傳送一張壓縮的黑白影像就需要相當於一個 D 型電池的能量。因此,在泰坦星上的探測器必須吝嗇它傳送的內容,並且必須根據它對環境的瞭解智慧地壓縮資訊,史密斯說。
這些技術在地球上也有應用。例如,選擇性資料捕獲和傳輸可以用於監測海洋化學的探測器,或者用於掃描天空並在發現脈衝星、類星體、超新星或小行星時傳送警報的望遠鏡。
“我不知道我們是否比恐龍聰明,但我們擁有的技術比它們多,”卡布羅爾說。“如果我們想繼續在這個星球上生存下去,我們就必須更好地監測我們的環境。”
在為未來泰坦星任務奠定基礎的同時,行星湖泊著陸器的技術也在監測埃喬倫冰川的迅速衰退,埃喬倫冰川是氣候變化的受害者,其殘餘物在湖面以上 1000 英尺處覆蓋著鋸齒狀的山脊。在團隊最近的訪問中,騾子從附近的土路上馱來了裝置。雷聲經常從附近雲霧繚繞的火山中傳來,暫時淹沒了使營地活躍起來的一系列小型發電機。否則,人類唯一的可見痕跡就是鈷藍色湖泊中倒映的金絲雀黃色機器人。
11 月,美國宇航局行星探索天體生物學科學技術計劃通知卡布羅爾的團隊,湖泊著陸器專案已延長一年。科學家們計劃利用這段時間推進自適應科學系統。然而,無論他們取得什麼進展,機器人訪問泰坦星最大海洋的視窗即將關閉。
2012 年,一項將探測器投入泰坦星利吉亞海的提案在 NASA 的資金競標中以微弱劣勢輸給了 2016 年的火星著陸器任務。泰坦海探測器仍在尋求資金,但如果今年沒有獲得資金,那就太晚了——如果它希望在極地地區於 2025 年失去與地球的直接通訊之前到達泰坦星,則必須在 2016 年發射。它將直到 2040 年才能恢復聯絡。
卡布羅爾說,等待 15 年才能探索泰坦星的海洋將是一件憾事,因為它們可能存在生命。她承認,生命可能不存在於富含甲烷的世界中,但你永遠不知道。“甲烷對生命有其問題,但話雖如此,這可能只是因為我們的智力有限,”她說。“如果我必須打賭,我會賭這個。”