人人都可以用GPS找到目的地
其他星球上的人在用什麼
我們在外太空的GPS到底長什麼樣
一起來看看吧
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圖片來源 | 網絡
翻譯 | 科技汪
出品 | 先聲會
本文節選／編譯自futurism平臺的文章NASA Is Making an AI-Based GPS for Space，原文作者Kristin House／thenextweb平臺的文章NASA is developing AI to give directions in space，原文作者Tristan Greene.
地球外的宇宙空間沒有導航，如果人類在月球或去火星的路上失去了方向，那他們很有可能徹底迷路。但NASA與英特爾近期合作研發的新型導航系統卻可以通過人工智能避免以上情況發生。
01
地球外的導航系統
如今，隨著技術的發展，當我們到達任何一個陌生的城市，我們都可以選擇打開基於GPS的導航應用程序來導航及定位，輕而易舉到達目的地。而太空中並沒有此類便捷的應用。NASA（美國宇航局）的FDL（邊境開發實驗室，Frontier Development Lab）正在努力改變這種現狀。他們研發了一種新系統，在人工智能的幫助下，使其可以輕鬆導航定位新星球。
NASA在8月16日英特爾舉辦的活動中首次展示了他們雙方合作研發的行星導航系統。GPS代表“全球定位系統”（Global Positioning System），衛星會讓導航系統得知人們所在的位置從而顯示去往目的地的正確路徑。
但在每個我們試圖探索的星球周圍佈置相應系統將會非常困難及造價昂貴。研發者認為，如果我們能夠給人工智能提供足夠的天體表面照片，系統則可以找出行星所在位置並指引相應的導航線路。
該項目包括9個不同的研發小組，主要致力於使用人工智能來解決有關太空旅行的各類問題。該項目研發課題包括尋找系外行星，發送探測器從而近距離觀察太陽，以及太空旅行者感興趣的其他相關主題。其中，有兩個演講部分特別涉及了人類與機器人在外星的導航問題，以及我們如何用今天的深度學習技術最終解決太空導航痛點。
第一個團隊的主要研發課題是關於月球本地化的問題，弄清楚一個人在地球上的特定位置相對容易，我們不但可以使用老式的地圖，也可以選擇使用GPS導航儀，應用程序等來準確定位。而在月球上則大不相同，在月球表面，一切看起來如圖片所示：
02
從月球到火星
那麼人工智能如何幫助我們呢？研究人員Andrew Chung，Philippe Ludivig，Ross Potter和Benjamin Wu研發了一個模擬月球表面的系統，並將模擬系統與當地實際環境進行比對。
他們通過給240萬個圖像提供數據比對，使用神經網絡創建虛擬月球來教人工智能學習這些圖像數據。他們將這些假想相機拍攝的圖像輸入到人工智能系統中，然後將它們組合在一起創建虛擬月球。根據研發團隊的介紹，這足以有效地在虛擬月球表面上進行定位。
接下來，他們想嘗試使用真實的天體－火星進行試驗。他們認為目前有足夠的衛星圖像來實現相關試驗。這樣一來，站在月球表面的任何人都能夠通過拍攝周圍環境的照片，讓人工智能將真實圖像與模擬圖像進行比對，從而實現在月球表面定位。
這種基於人工智能的解決方案主要適用於我們能夠拍攝的任意表面，同樣適用於火星表面。研究員Andy Chung說：“系統將會逐漸提高在真實任務中表現出的性能，但我們當前工作的關鍵點則是不斷教會網絡系統學會及改善一般景觀拓撲結構所造成的扭曲現象。”
另一個由英特爾贊助的團隊則是主要負責處理一個很多讀者都已經熟悉的問題－在月球上建造基地。美國宇航局正致力於建立外星基地，採礦和資源管理等相關問題，而這些離開了機器學習就無法成為現實。
當人類試圖將相關應用在月球環境中使用時，我們必須考慮到資源所在的位置，溫度波動等相關因素都很有可能導致機械故障，除此之外控制數百上千的個體機器做出數以百萬計的決策對於簡單計算程式來說更是難上加難。這種情況無疑需要先進的深度學習解決方案來幫忙。
英特爾為以上提到的兩個團隊提供了訪問Intel Dev Cloud（英特爾開發雲）的權限，該版本需要在Intel Xeon Gold處理器上運行，該版本同時涵蓋了針對Python和Tensorflow的MKL優化。同時英特爾為本地化團隊也提供了專用的Xeon服務器。最終，這兩個項目都可以擴展到其他星球和衛星上。該研究目前處於早期研發階段，但未來發展道路卻很明確：人工智能才是太空旅行和外星殖民化的未來。
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