首個上太空的 AI 機器人：誰把“哈爾”和“莫斯”帶進現實？_風聞

《2001：太空漫遊》問世已經半個世紀，其中可愛又可怕的機器人“HAL9000”構成了人類對人工智能最初的幻想。

2008 年，皮克斯動畫《機器人總動員》當中，人類船長大戰自動駕駛 AI“奧托”的情景也成為一代經典。

而今年初大熱的《流浪地球》，其中也有吳京扮演的飛行員與 AI “莫斯”的對手戲。

存活在藝術作品中的星際 AI，似乎都有點代替人類的智慧，來自作主張的意思，它們的反覆出現也昭示着 AI 真正被引入太空探索的日子越來越近。

今天，我們真的看到了一款 AI 被帶入太空，難道電影裏的鏡頭就這麼變成現實了？

2019 世界人工智能大會 (WAIC) 於 8 月 29 至 31 日在上海舉行，諸多參會企業都帶來了“壓箱底”的絕活。

而 IBM 展示的首位宇航員交互式移動夥伴 Project CIMON (Crew Interactive MObile CompanioN)，就是第一款可以在太空自主自由飛行的機器人，也是第一個在太空中與人互動的人工智能設備。

Project CIMON 是被德國航空太空中心（DLR）授予的科研項目，由空中客車公司（Airbus）和 IBM 共同開發。

它於 2018 年 6 月發射到了國際空間站，並在同年 11 月進行了第一次太空互動，成為太空人機交互的首例技術示範。

8 月 29 日，Project CIMON 項目團隊成員，IBM 商業心理學家、人工智能顧問 Sophie Richter-Mendau 在 WAIC 現場接受了媒體羣訪，講述了這個項目背後的故事。

一種為宇航員節約時間，提高效率的新工具

根據 Sophie Richter-Mendau 介紹，Project CIMON 開發的背景其實非常好理解。

不管是民航飛行員還是宇航員，都必須伴隨着一本厚厚的《飛行手冊》上天，其中規定的一些操作流程是他們必須遵守和時刻查閲的。

隨着科技進步，原本紙質的手冊，逐漸改為筆記本電腦，又改為平板電腦。不過無論如何，總還是需要宇航員手動操作。

在空間狹窄的國際空間站內部，宇航員做研究和實驗需要很專注，工作安排得很緊湊也很複雜，有些要經過上百個步驟。

宇航員通常兩隻手都在操作，要想查閲手冊，只能暫時停下工作，飛到通常固定在艙壁上的筆記本電腦那裏查詢。

Project CIMON 是一個可以飛來飛去、隨時跟隨在宇航員身邊的機器人。宇航員只需要用自然語言詢問 Project CIMON 下一步是什麼，需要什麼樣的儀器，等等。做完實驗，也可以讓 Project CIMON 記錄宇航員所做的一切，拍一些照片、音頻或視頻。

所以，Project CIMON 可以提供宇航員需要的各種幫助，為宇航員節約寶貴的時間，提高實驗效率。

一個為太空任務優化的智能助手

Project CIMON 是一個比籃球稍大一點的機器人，直徑 32 釐米，重量在 5 公斤左右，可以在零重力環境下自主飛行。只要跟它説：“到這邊來”，它就會轉動內置的風扇，平緩地滑翔到宇航員面前，以進行面對面的互動。

最初空客對這個機器人起名叫“太空球 （Space ball）”，不過後來從動畫片《太空突擊隊》（Captain Future）裏面找到靈感。有一位教授“活腦”叫做“Wright CIMON”。這就是 Project CIMON 名字的由來。

Project CIMON 的硬件設計是由空客完成，而 IBM 提供了人工智能技術。它使用了久負盛名的IBM Watson人工智能，來讓機器模仿人類的行為。

例如，用語音轉文字服務聽取宇航員的指令；用IBM Watson Assistant判斷用户的意圖和應答；用文字轉語音服務輸出結果；用面部識別技術判斷是哪位宇航員，並結合對方表情做出人性化、情緒化的回覆。

Project CIMON 本質是一個增強版的智能助手，不過相比 Siri、Alexa、Cortana 等泛用型助手，Project CIMON 針對航空領域進行了多重優化和特殊訓練。主要有兩方面：

一是必須增加高噪音環境下的識別準確度，空間站的噪音來自實驗艙設備和空氣淨化系統等；

二是必須適配航天專用術語和表達方法，例如宇航員有時用“Affirm”表示“確認”，助手要避免錯聽成“A firm”（一家公司）。

Project CIMON 所有的 AI 服務不是在本機運行，而是先把指令通過衞星傳送到位於德國的 IBM 雲數據中心，單程耗時約 450 毫秒；而在地球上的指令處理時間大概需要 1 秒鐘。所以在太空中跟 Project CIMON 對話時，會有兩秒鐘的延時。

​

一個不斷進化的太空伴侶

本身是商業心理學家的Sophie Richter-Mendau 為了讓 Project CIMON 勝任太空的工作，還花了不少心思設計它的性格。

例如，對它説“我想念地球了”，它會用平緩的聲音給予安慰；在情緒高漲的實驗途中詢問，它也會用比較高的音調鼓勵你。此外，它也能點頭和搖頭，強化它表述的內容。

Sophie 認為，AI 開發方面主要的難點在於，這是一個目標客户羣體較小的項目，沒有那麼多的宇航員可供測試，所以需要在小數據集的前提下開發。同時在地面的實驗室，也可以採集模擬數據進行分析。

IBM 方面通過衡量已啓動、已完成或已關閉的任務數量，判斷 Project CIMON 能否協助宇航員來完成實驗任務；也會通過與宇航員的訪談和問卷調查，來了解他們的體驗和感受。

至於 2 秒鐘時延的問題，如果要考慮將部分算力轉移到端或者邊緣，之前也要進行充分的評估。

IBM 也在對 Project CIMON 進行持續的開發，用於新的應用場景。首先是幫宇航員找丟失的小東西，也就是“目標檢測”；更大的願景是，讓 Project CIMON 參與探月，火星探測等外太空探索任務。未來非常有可能實現的另一功能，是利用視覺識別進行判斷，主動開啓談話。

Sophie表示，IBM 希望 Project CIMON 不僅能勝任輔助科學實驗、設備維護等工作，更可以為宇航員客觀決策提供幫助，併成為他們心理上的好伴侶。