在AI4Mars專案使用的這張圖片中，你可以看到NASA毅力號漫遊車的機械臂。AI4Mars專案使用者勾勒並識別出了不同的岩石和景觀特徵，幫助專案科學家訓練人工智慧演算法，這將有助於提高火星探測器的能力。
圖片來源：NASA/噴氣推進實驗室-加州理工
訓練火星探測器對火星地形進行分類
現在，公眾可以幫助人工智慧演算法的訓練，教會演算法識別美國航空航天局（NASA）毅力號（Perseverance）漫遊車拍攝的影象中的科學特徵。
人工智慧（AI）具有巨大的潛力，來改變NASA航天器研究宇宙的方式。由於所有的機器學習演算法都需要人類來訓練，最近的一個專案邀請所有的公眾，為NASA毅力號火星探測器拍攝的影象標記具有科學研究潛力的特徵。
這個專案名為“AI4Mars”，是去年啟動的一個專案的延續。去年的專案依賴於NASA好奇號（Curiosity）火星車的影象，早期參與者標記了近50萬張影象，用給出的工具勾勒出沙子和岩石等特徵，而這些特徵會被NASA噴氣推進實驗室（Jet Propulsion Laboratory）的漫遊車駕駛員注意到，用於好奇號在火星上行進路線的規劃。最終，研究人員訓練出了一種名為“土壤屬性與目標分類”（Soil Property and Object Classification，SPOC）的演算法，它可以在接近98%的時間裡正確識別出相應的特徵。
土壤屬性與目標分類演算法如今仍處在開發階段，研究人員希望，有朝一日可以讓它搭乘未來的探測器前往火星，讓探測器得以執行更多的自動駕駛，比毅力號的自動導航（AutoNav）技術所允許的還要多。
透過擴充套件可應用於火星表面特徵的識別標籤種類，毅力號的影象將能用來進一步最佳化土壤屬性與目標分類演算法。現在，AI4Mars提供了用於識別更精細細節的標籤，允許人們選擇“浮石”（岩石“小島”）或“結核”（通常由已膠結在一起的礦物質組成）等選項。
藉助AI4Mars，使用者可以在NASA毅力號火星探測器的影象中勾勒出岩石和景觀特徵。該專案有助於訓練人工智慧演算法，以提高火星車的自動駕駛能力。
圖片來源：NASA/噴氣推進實驗室-加州理工
該專案的目標是打磨出一種演算法，讓它能有助於從未來的火星車由火星傳送的海量資料中，挑出最有研究意義的那些特徵。毅力號火星車配備有19個攝像頭，每天會向地球傳送數十到數百張影象，供科學家和工程師梳理特定的火星地質特徵。但我們的時間非常緊迫：在這些影象從火星傳送到數千萬公里之外的地球上後，團隊成員須要根據他們在這些影象中看到的內容，在幾個小時的時間內製定好下一組指令，傳送給毅力號。
“不論是哪位科學家，都不可能每天都在如此短的時間內仔細檢視所有的下行影象，”幫助協調毅力號日常運營，併為AI4Mars專案提供諮詢的噴氣推進實驗室科學家維維安·孫（Vivian Sun）說道，“如果有一種演算法可以告訴我們：‘我想我在這裡看到了岩脈或者結核，’然後科學團隊就可以更詳細地研究這些區域，這樣一來我們就能節省不少時間。”
特別是在如今的開發階段，土壤屬性與目標分類演算法須要科學家的大量驗證，以確保它能準確標記出圖中的特徵。但即使這一演算法的能力有所改進，它的目的也不是取代人類科學家進行更為複雜的分析。
一切都關乎資料
領導AI4Mars專案開發的噴氣推進實驗室人工智慧研究員小野雅裕表示，所有成功演算法的關鍵，都是一個好的資料集，可用的單個數據越多，演算法學習的就越多。
“機器學習與普通軟體非常不同，”小野雅裕說，“這和從頭開始製作某個東西不太一樣。你可以把它想象成一個新的‘大腦’，我們所做的更多努力都是為了獲得一個好的資料集來教授‘大腦’，對已有資料進行修飾以便‘大腦’能更好地學習。”
人工智慧研究人員可以利用數以萬計的影象，訓練與地球上各種事物的演算法，例如房屋、鮮花或小貓。但是在AI4Mars專案之前，我們並沒有類似的火星表面的資料檔案。如今，研究人員的儲存庫中已有大約20 000張影象，如果每張影象都標有各種特徵，研究團隊就會格外滿足了。
噴氣推進實驗室的安妮·迪迪埃（Annie Didier）指出，火星資料儲存庫可以有多種用途，她曾參與過AI4Mars的毅力號版本。“透過這種演算法，漫遊車可以自動選擇要駛向的科學目標。”她說道。她還表示，這種演算法還可以在漫遊車上儲存各種影象，然後只發回科學家感興趣的特定特徵的影象。
小野雅裕指出，對AI4Mars團隊來說，公開他們所擁有的資料集的重要性不言而喻，這樣一來，整個資料科學界都能因此受益。
“如果在噴氣推進實驗室以外，有人用我們的資料集建立了比我們的演算法更好的演算法，那也是一件值得高興的事，”他說道，“它只會讓我們更容易獲得更多新的發現。”
在AI4Mars中勾勒出的區域旁邊，可以看到毅力號火星車的一部分。該專案已經使用了NASA好奇號火星探測器的影象，在公眾的幫助下已經對人工智慧演算法進行了訓練；現在，該專案正在使用來自毅力號火星探測器的影象。
圖片來源：NASA/噴氣推進實驗室-加州理工
關於毅力號任務的更多資訊
毅力號任務在火星上的主要目標是天體生物學，包括尋找古微生物生命的跡象。毅力號將對火星的地質和過去的氣候進行表徵，為未來人類探索紅色星球鋪平道路，除此之外，毅力號任務還是第一個收集和儲存火星岩石和風化層（regolith，破碎的岩石和塵土）樣本的任務。
NASA與歐洲空間局（European Space Agency，ESA）合作進行後續的飛行任務，將探測器送往火星，從火星表面收集暫時快取的樣本，然後將它們返回地球進行進一步的分析。
火星2020（Mars 2020）毅力號任務是NASA從月球到火星探索計劃的一部分，這項計劃包括針對月球的一系列阿爾忒彌斯（Artemis）任務，以此為人類探索火星作準備。
噴氣推進實驗室由位於加利福尼亞州帕薩迪納市的加州理工學院（Caltech）為NASA代為管理，毅力號的建造和運營管理由噴氣推進實驗室負責。
毅力號火星探測任務的更多相關資訊請見：
mars.nasa.gov/mars2020/
nasa.gov/perseverance
AI4Mars專案地址：
https://www.zooniverse.org/projects/hiro-ono/ai4mars
參考來源：
https://www.nasa.gov/feature/jpl/you-can-help-train-nasa-s-rovers-to-better-explore-mars
