在許多與太空有關的電影中,如果宇航員遇到危險,那么有不小的概率會是宇航服破損。比如《星際穿越》里,Cooper 的頭盔就被 Mann 博士砸出了裂痕。
▲ 《星際穿越》影片截圖,圖片來自:bilibili
玩游戲時,經常會見到給物品設置狀態(tài)值的機制,我們可以直觀地看到這些裝備的可用值,像是氧氣瓶里的含量,武器的剩余攻擊力等等。然而,在神秘又危險的太空中,穿著厚重宇航服進行出艙活動的宇航員,并不能像在游戲中那樣,準確及時地掌握宇航服的情況。
在艙外執(zhí)行任務時,宇航服很容易出現難以發(fā)現的磨損和撕裂,對宇航員來說,這是不小的安全隱患。若不能及時發(fā)現,便有可能釀成大禍。
▲ 圖片來自:Microsoft
2007 年,美國「奮進號」宇航員 Rick·Mastracchio 在艙外太空行走中,通過宇航服頭盔攝像頭的掃描檢查,發(fā)現兩只手套均有破損。為保險起見,地面控制人員命令他緊急返回空間站內。
由此可見,對宇航服和宇航員的安全都要及時進行檢查以規(guī)避風險,尤其是宇航服中容易出現問題的手套部分。NASA(美國國家航空航天局)就有一套手套安全檢測程序,但因為要先拍照,再通過地面和太空之間傳輸數據,因此每一次的檢測都要花費很長時間。
▲ 圖片來自:SpaceRef
目前宇航員在太空的活動范圍主要在空間站與低地球軌道周圍,但人類的野心遠非如此,未來我們要去月球、火星乃至更遠的深空。
火星與地球之間的溝通有著約四十分鐘的時間差,NASA 這套已經沿用二十年的手套檢測方法,通信傳輸上占據太多,顯然不足以支撐向太空深處的探索。
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因此,微軟團隊與 NASA 科學家和惠普企業(yè)(HPE)的工程師合作開發(fā)了一個系統(tǒng),可利用 AI (人工智能 ) 對宇航服手套進行關鍵檢查。
開發(fā)人員將以前幫助建造國際空間站的每個 EVA (艙外任務)中拍攝的原始圖像,作為初始訓練數據集,大約在 2000 到 3500 張。此外,還借助太空行走和地面訓練期間出現磨損的手套,通過拍攝并檢查損壞的手套來標記特定類型的磨損,用以擴充數據集。
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經過數據集訓練后的 AI 和 ML 自動化手套檢查過程,在太空行走后宇航員脫下宇航服時,會為宇航員的手套拍照,這些圖片會立即發(fā)送給國際空間站上的 HPE Spaceborne Computer-2(星載計算機-2)。
Spaceborne Computer-2,是微軟、HPE 與 NASA 合作開發(fā)的人工智能平臺,每秒可以執(zhí)行超過 2 萬億次計算。國際空間站里有了它,宇航員就能在距離地球 227 英里(約 365 公里)的太空里,將處理數據的速度提升到只有幾分鐘。
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計算機收到照片之后,系統(tǒng)便會在其中快速尋找損壞跡象。如果檢測到任何損壞,則會立即向地球發(fā)送一條消息,突出顯示供 NASA 工程師進一步審查的區(qū)域。
毫無疑問,這種新的手套檢測方法對宇航員的太空活動大有助益。不過,這項技術目前還處于研發(fā)階段,它會對手套進行分析,但不會做出相應的安全決策。因此,接下來還需要繼續(xù)進行測試來驗證它的可靠性。
▲ 圖片來自:Microsoft
雖然現階段還需要繼續(xù)沿用老方法進行檢查,但新技術代表著新的希望,不僅是手套,以后或許能把它拓展到其他部件的檢查中。讓人類邁向太空的腳步,走得更快更遠。