小耳朵·听世界101-火星车会“自己导航”了?毅力号的新超能力大揭秘小耳朵·听世界

小耳朵·听世界101-火星车会“自己导航”了?毅力号的新超能力大揭秘

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【本期的主要内容】  

NASA 的“毅力号”火星车学会了用新技术,能在大约 2 分钟内自己确认自己在火星上的位置,误差不到 25 厘米,相当于一个家庭垃圾桶的宽度。 

以前火星车只能慢慢开,一段一段地走,还要经常“打电话回地球”确认自己有没有迷路,走远了位置能差到几十米。 于是科学家把一块原本给“机智号”小直升机用的芯片“改造”给毅力号当大脑,这块芯片比原来的主电脑快大约 100 倍,但其中有坏掉的内存位,需要特别的检查方法保证安全。 

现在配合生成式人工智能的路线规划,毅力号可以自己选路、自己定位,跑长途都不用一直等地球发指令,这对将来人类去火星、去月球非常重要。 

文章还提到,中国的祝融号目前还主要用传统的方式,需要地面人员帮忙算位置,中国正在研究更聪明的“自主导航”技术,希望在月球、火星上也能实现类似的本领。 

【为什么重要】  

  • 这代表着深空探测从“遥控玩具车”变成“会自己思考的机器人伙伴”,让火星车工作效率大大提高,可以走得更远、看得更多。 
  • 当有一天人类真的去火星和月球生活时,身边的车、机器人都需要像导航软件一样,随时知道自己在哪儿,这次技术升级就是往这一步迈出的关键一大步。 
  • 把原本给直升机用的商业芯片,改造成火星车的“外挂大脑”,说明重新利用、改造旧设备也可以做出超厉害的创新,对工程师和孩子们都是很好的启发。 

【小朋友能学到的知识】  

  • 原来火星车不是随便乱开,它以前像迷路的小朋友,要经常打电话让“地球家长”确认方向,现在则像一个会用导航的“大孩子”,可以自己认路了。 
  • 你会发现“电脑快不快”“算法聪不聪明”会决定机器人能不能安全地在陌生的星球上走路,这就是科技在背后默默起的作用。 
  • 孩子们可以学到:失败和问题(比如内存坏了、容易打滑)并不可怕,聪明的科学家会想办法检查、修补、绕开问题,让机器依然能可靠工作。 

【关键术语及背景】  

  • 火星车:专门在火星上“开车”的机器人,可以拍照、挖土、做实验,帮助科学家在几千万公里外了解火星。 
  • 毅力号(Perseverance):NASA 最新一代火星车,2021 年登陆火星,一直在火星表面工作,还负责帮忙寻找生命痕迹、采集岩石样本。 
  • 机智号直升机:搭档毅力号的小直升机,已经试飞了 70 多次,为人类第一次在别的星球上“飞起来”做了试验,它的通信基站里有一颗很快的商业芯片。 
  • 视觉里程计:火星车通过连续拍照,比较前后照片中石头、坑洞的位置变化,来估计自己走了多远;但遇到车轮打滑或识别错误,误差会越积越大。 
  • Mars Global Localization(火星全球定位):新算法,通过把火星车拍到的地形和轨道器拍的整个火星地图进行匹配,从而快速精确地算出“我在火星的哪儿”。 
  • 自主导航 / 生成式人工智能路线规划:火星车根据周围环境和任务目标,用 AI 自己设计行走路线,像自己给自己画地图,而不是等地球一条条命令。 
  • SLAM(同步定位与地图构建):一边走、一边测、一边画地图的技术,机器人在不知道地图的地方,一边认路,一边自己画地图,用在未来的中国月球车、火星车上。 

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主要参考资料:网易新闻

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