艺术家对火星上罗莎琳·富兰克林漫游者的印象。信贷:ESA / ATG媒体实验室
美国国家航空航天局(NASA)距离允许远程机载计算机指导其他星球上的生命搜索又近了一步。来自美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心的科学家宣布了新智能系统的首批结果，这些系统将安装在太空探测器中，能够从岩石样本中识别生命的地球化学特征。允许这些智能系统选择在地球上分析什么和告诉我们什么，将克服在寻找来自遥远星球的生命时，信息如何在巨大距离上传输的严重限制。这些系统将在2022/23号ExoMars任务中首次亮相，然后在太阳系中更遥远的天体上全面实施。
在Goldschmidt地球化学会议上介绍这项工作时，首席研究员Victoria Da Poian说:“这是太空探索中有远见的一步。这意味着随着时间的推移，我们将从人类参与太空中几乎所有事情的想法，转变为计算机配备了智能系统，它们经过训练可以做出一些决定，并能够优先传输最有趣或最关键的信息。”
埃里克·莱恩斯，行星环境公司的软件主管NASA戈达德太空飞行中心(GSFC)的nments实验室强调了行星探索需要智能仪器:“这需要花费大量的时间和时间这意味着科学家们不能随心所欲地进行大量实验或分析大量样本。通过使用人工智能对收集到的数据进行初步分析，在将数据送回地球之前，NASA可以优化我们收到的数据，这大大增加了太空任务的科学价值。”
ExoMars -在火星上移动。信贷:ESA / ATG媒体实验室
维多利亚·达·普伊恩和埃里克·莱恩斯(两人都在美国宇航局戈达德太空飞行中心)训练人工智能系统分析来自火星有机分子分析仪(MOMA)的数百个岩石样本和数千个实验光谱，该仪器将于2023年搭载ExoMars罗莎琳·富兰克林探测器(Rosalind Franklin Rover)登陆火星。MOMA是最先进的质谱仪为基础的仪器，能够分析和识别岩石样品中的有机分子。它将通过对岩石样本的分析，寻找火星表面和地下过去或现在的生命。将被送往火星的系统仍将把大部分数据传回地球，但随后的外太阳系系统将获得自主决定权，决定将哪些信息传回地球。
第一个结果表明，当系统的神经网络算法处理一个未知化合物的光谱时，这可以以高达94%的准确率进行分类，并以87%的准确率匹配之前看到的样本。在被纳入2023年的任务之前，这一技术还将进一步完善。
Victoria Da Poian继续说:
“我们从这些无人任务中得到的是数据，很多数据;在不同的环境下，发送数亿公里的数据是非常具有挑战性的，而且非常昂贵;也就是说，带宽是有限的。我们需要对发送回地球的数据量进行优先排序，但我们也需要确保在这样做时，我们不会丢弃重要的信息。这导致我们开始开发智能算法，目前可以帮助科学家分析样本和他们关于后续操作的决策过程，作为一个长期目标，算法将分析数据本身，将调整和调整仪器运行下一个操作，不需要地面环路，并将只传输最有意思的数据。”
该团队使用地面现代艺术博物馆(MOMA)仪器进行的最初实验室测试的原始数据来训练计算机识别熟悉的模式。当接收到新的原始数据时，软件会告诉科学家以前遇到的样本与新数据相匹配。
埃里克·莱茵斯说:
“这项任务将面临严格的时间限制。当我们在火星上工作时，样本最多只会在火星车里停留几周，然后火星车就会把样本扔到一个新的地方去钻探。所以，如果我们需要重新检测一个样本，我们需要快速，有时在24小时内。未来，当我们开始探索木星的卫星，如木卫二，土星的卫星，如土卫二和土卫六*时，我们将需要现场做出实时决策。在这些卫星上，地球的信号需要5到7个小时才能到达仪器，所以这不会像控制无人机一样，可以立即响应。我们需要给这些仪器以自主权，让它们能够快速做出决定，以实现我们的科学目标。”
参见美国宇航局计划的“蜻蜓号”登陆土卫六。这是美国宇航局“新边疆”计划的一部分。
埃里克·莱恩斯评论说:“MOMA生命搜索仪器收集的数据最初很难解释。它不会喊出“我在这里发现了生命”，但会给出我们需要分析的概率。这些结果将在很大程度上告诉我们仪器所发现的地球化学。我们的目标是让系统给科学家指明方向，例如，我们的系统可能会说“我有91%的信心这个样本与真实世界的样本相符，我有87%的信心它是磷脂，类似于2018年7月24日测试的样本，这是数据的样子”。我们仍然需要人类来解释这些发现，但第一个筛选器将是人工智能系统。”
研究人员指出，从火星发回数据的成本很高，而且随着着陆器离地球越远，成本就越高。“从火星上获取数据的成本可能是手机数据的10万倍，所以我们需要让这些数据尽可能具有科学价值。埃里克·莱恩斯说。
评论说，乔尔·戴维斯博士(伦敦自然历史博物馆行星地质学博士后研究员)说:“行星任务的主要挑战之一是将数据传回地球——这需要时间和金钱。在火星上，旅行时间延迟大约20分钟在太阳系中，你走得越远，时间就越长。由于任务的寿命有限，科学家们必须对他们选择带回的数据非常挑剔。这些结果似乎很有希望;在航天器上拥有更大的自主权是确保返回数据有用的一种方法。”
戴维斯博士没有参与这项工作，这是一个独立的评论。
戈德施密特会议感谢美国宇航局戈达德太空飞行中心在准备这些材料方面的协助。ExoMars是一个欧洲-俄罗斯，欧洲航天局-俄罗斯航天局的联合项目。这项任务的核心目标之一是寻找过去和现在生活的痕迹。一个关键的仪器是火星有机分子分析仪(MOMA)，它是由马克斯·普朗克太阳系研究所领导的德、法、美联合调查，网址Göttingen。
戈德施密特会议是世界上主要的地球化学会议，由地球化学学会和欧洲地球化学协会主办。它每年举办一次，内容包括气候变化、天体生物学、行星和恒星的发展和条件、地球材料的化学、污染、海底环境、火山和许多其他主题。原定于2020年举行的夏威夷国会已经转移到网上，将于6月21-26日举行，请参阅https://goldschmidt.info/2020/index。未来的大会将在法国里昂(2021年)和重新安排的夏威夷大会(2022年)举行。
