【人工智能】太空旅行的未来：机器人真的可以取代人类宇航员吗？

圣诞前夕，一艘自主航天器飞过太阳，比之前任何人造物体都更接近太阳。美国宇航局的帕克太阳探测器穿越大气层，执行一项任务，以发现更多关于太阳的信息，包括它如何影响地球的太空天气。

这是人类的一个里程碑时刻——但没有任何人类直接参与，因为航天器在飞过太阳时自行执行了预先设定的任务，完全没有与地球进行任何通信。

过去六十年来，机器人探测器一直在太阳系各处运行，到达人类无法到达的目的地。在为期 10 天的飞行过程中，帕克太阳探测器经历了 1000 摄氏度的高温。

但这些自主航天器的成功——再加上新型先进人工智能的兴起——引发了一个问题：人类在未来的太空探索中将扮演什么角色。

一些科学家质疑是否真的需要人类宇航员。

英国皇家天文学家马丁· 里斯勋爵表示：“机器人发展迅速，而人类上太空的可行性却越来越低。我认为纳税人的钱不应该用来将人类送入太空。”

他还指出了对人类的风险。

他认为：“将人类送往火星的唯一理由就是为了进行一次冒险，一种富人的体验，而且这应该由私人资助。”

伦敦大学学院的物理学家安德鲁·科茨对此表示赞同。“对于严肃的太空探索，我更喜欢机器人，”他说。“它们能走得更远，能做更多的事情。”

他认为，机器人也比人类便宜。“随着人工智能的发展，机器人会越来越聪明。”

但这对未来几代崭露头角的宇航员意味着什么——当然，有些功能人类可以在太空中完成，但机器人无论多么先进都无法做到？

流浪者与人类

机器人航天器已经访问过太阳系的每个行星以及许多小行星和彗星，但人类只去过两个目的地：地球轨道和月球。

自 1961 年苏联宇航员尤里·加加林成为首位太空探险家以来，总共约有 700 人进入太空。其中大部分人进入了轨道（绕地球飞行）或亚轨道（短暂垂直飞行，持续数分钟，搭乘美国蓝色起源公司的新谢泼德火箭）。

“声望永远是人类进入太空的一个原因，”德克萨斯州莱斯大学生物学家、《火星上的城市》合著者凯利·韦纳史密斯博士说。“这似乎已被一致认为是展示你们政治制度有效和人民才华横溢的绝佳方式。”

但除了天生的探索欲望或威望感之外，人类还在地球轨道上进行研究和实验，例如在国际空间站，并利用这些来推动科学发展。

机器人可以为科学研究做出贡献，它们能够前往人类无法生存的地方，在那里使用仪器研究和探测大气和表面。

“人类比机器人更加灵活，完成任务的速度也更快，但在太空中生存非常困难，而且成本昂贵，”韦纳史密斯博士说。

在 2024 年获得布克奖的小说《轨道》中，作家萨曼莎·哈维的表述更加抒情：“机器人不需要水分、营养、排泄、睡眠......它什么都不想要，什么都不要求。”

但也有缺点。许多机器人行动缓慢，循规蹈矩，例如在火星上，探测车（遥控机动车）的速度仅为每小时 0.1 英里。

“人工智能可以在国际象棋比赛中击败人类，但这是否意味着它们能够在探索环境中击败人类？”伦敦大学行星科学家伊恩·克劳福德博士问道。“我只是认为我们不知道。”

然而，他确实相信人工智能算法可能会使探测车“更高效”。

人工智能助手和人形机器人

技术可以在人类太空旅行中发挥作用，将宇航员从某些任务中解放出来，使他们能够专注于更重要的研究。

“人工智能可以用来]自动完成繁琐的任务，”美国计算机和行星科学家 Kiri Wagstaff 博士解释说，他曾在加利福尼亚州的美国宇航局喷气推进实验室工作。“在行星表面，人类会感到疲倦和注意力不集中，但机器不会。”

挑战在于，需要大量电力来运行大型语言模型 (LLM) 等系统，这些系统可以通过处理大量文本数据来理解和生成人类语言。“我们还没有达到能够在火星探测器上运行 LLM 的水平，”瓦格斯塔夫博士说。

“探测车的处理器运行速度大约是智能手机的十分之一”——这意味着它们无法应对大语言模型的迫切需求。

配有机械臂和机械肢体的复杂人形机器是另一种可以在太空中执行基本任务和功能的技术，特别是因为它们更接近地模仿人类的身体能力。

美国宇航局的 Valkyrie 人形机器人

美国宇航局的 Valkyrie 机器人由约翰逊航天中心制造，用于参加 2013 年机器人挑战赛。该机器人重 300 磅，高 6 英尺 2 英寸，看上去与《星球大战》中的冲锋队员很像，但它是越来越多拥有超能力的类人机器人之一。

早在 Valkyrie 诞生之前，美国宇航局的Robonaut就是第一个专为太空使用而设计的人形机器人，它承担着原本由人类执行的任务。

其特殊设计的双手意味着它可以使用与宇航员相同的工具，执行抓取物体或拨动开关等复杂、精细的任务，而这些对于其他机器人系统来说太具挑战性。

2011 年，Robonaut 的后续型号搭乘发现号航天飞机飞往国际空间站，协助维护和组装。

Valkyrie 演示如何打开袋子

“如果我们需要更换部件或清洁太阳能电池板，我们可以用机器人来做，”美国宇航局德克萨斯州约翰逊航天中心灵巧机器人团队负责人肖恩·阿齐米博士说。“我们认为机器人是在人类不在时保护这些栖息地的一种方式。”

他认为，机器人的用途不是取代人类探险者，而是与他们一起工作。

一些机器人已经在没有人类的情况下在其他星球上工作，有时甚至可以自己做出决定。例如，美国宇航局的“好奇号”探测器正在探索火星上一个名为盖尔陨石坑的区域，并在没有人类干预的情况下自主进行一些科学研究。

瓦格斯塔夫博士说：“你可以指挥火星车拍摄某个场景的照片，寻找可能符合任务科学重点的岩石，然后自动向该目标发射激光。”

“它可以在人类还在睡觉的时候读取特定岩石的数据并将其发回地球。”

美国宇航局“毅力号”火星探测器“自拍”

但像“好奇号”这样的探测车的能力受限于它们缓慢的速度。而且还有一点是它们无法比拟的。那就是，人类可以以机器无法做到的方式激励地球上的人们。

科茨教授认为：“灵感是无形的东西。”

美国宇航局退休宇航员 Leroy Chiao 对此表示赞同，他曾在 20 世纪 90 年代和 21 世纪三次乘坐美国宇航局的航天飞机前往太空，还曾前往国际空间站。“当人类在做某事时，他们会相互理解。

“公众对机器人任务感到兴奋。但我预计，人类首次登陆火星将比首次登月更伟大。”

火星上有生命吗？

自 1972 年 12 月最后一次阿波罗任务登陆月球以来，人类从未飞过地球轨道以外的地方。美国宇航局希望通过其阿尔忒弥斯计划，在十年内让人类重返月球。

下一次载人飞行任务将于2026 年进行，届时将有四名宇航员绕月飞行。另一次任务定于 2027 年进行，届时美国宇航局宇航员将登陆月球表面。

美国宇航局阿尔特弥斯二号任务的宇航员

与此同时，中国航天局也希望派遣宇航员登上月球。

此外，美国 SpaceX 公司首席执行官埃隆·马斯克也有自己的太空计划。他表示，他的长期计划是在火星上建立殖民地，让人类登陆。

他的想法是利用公司正在开发的巨型新型飞行器“星际飞船”每次运送最多 100 人到达火星，目标是在 20 年内让 100 万人登上火星。

“马斯克认为我们需要移居火星，因为如果地球上发生灾难，火星可以成为人类的后备力量，”韦纳史密斯博士解释道。“如果你认同这一观点，那么将人类送入太空就是必要的。”

然而，关于在火星上生活仍存在大量未知数，其中包括无数尚未解决的技术难题。

“也许婴儿在那样的环境中无法发育，”她说，“诸如此类的伦理问题我们还没有答案。”

“我认为我们应该放慢速度。”

不过，里斯勋爵有自己的设想，他认为人类和机器人的探索可能会融合到某种程度，以至于人类本身也变成了半机械人，以应对极端环境。“我可以想象，他们将使用基因改造、机器人附加装置等所有技术来应对非常恶劣的环境，”他说。

“我们可能发现了一个乐于在火星生活的新物种。”

然而，在那之前，人类很可能会继续沿着前辈机器人探险者早已走过的道路，向宇宙迈出一小步。

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