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在未来的星际旅行中，人类前往土星被云雾笼罩的神秘卫
星泰坦星（又称土卫六)时，可能乘坐软式小型飞船。然而，软式小型飞船的通讯能力很受局限。每一条信息都要花上1个半小时才能传到地球，而地球发回的指令也需要1个半小时才能传回泰坦星。假如信号的内容是：“救命！我被卷入了向下气流。该怎么办？”等待3个小时恐怕就太长了。又或者，软式小型飞船遇到了什么不寻常的情况———比如一座冰火山突然喷发———在收到要求它近距离观察的指令前，它可能已经飘得很远了。
直到不久前，太空探测机器人基本上还是受地球上的任务控制器操纵的“牵线木偶”。控制器发送指令，航天器则一丝不苟地予以执行。但随着宇宙航行的路程越来越远、越来越雄心万丈，航天器上的“牵线木偶”正变得越来越不适用。如果航天器反应迟钝无所作为，解决办法就是把它变得聪明些。科学家正在进行的人工智能研究将逐渐使航天器具备自主思考能力。
“地球观测-1”号的新尝试
获准先斩后奏，自主调整观测任务
“在个别太空旅行中，人工智能技术已经在起作用”，美国宇航局空气动力实验室负责人工智能研究的华裔电脑专家史蒂文·陈透露说。当然，我们提到的并不是科幻影片《2001太空漫游》中因程序出错而背叛人类的太空船电脑“哈尔”。目前研究取得进展的是接近于真空吸尘器机器人“戎巴(Room－ba)”，它个头虽小却已经具备了执行某种特殊任务的自主能力。
陈教授的小组曾编写过“地球观测-1”号人造地球卫星的控制软件，该卫星负责监控火山爆发、山火和洪水等自然灾害。“地球观测-1”号反复拍摄它所监测地带的照片，从中寻找可能表示火山喷发或其他状况的地表变化。其他地球卫星或地面上的传感器也能向“地球观测-1”号发送警报，告诉它是否有需要注意的情况。
“在不到1小时时间内，‘地球观测-1’号就能重新设定程序，拍摄新的目标”，陈博士说，“这样我们就能立即得到传回的卫星图像，监测任何突发的科技事件。”
“地球观测-1”号将新的观测任务列入日程，并对其他任务重新进行安排。一个已经安排好的观测任务可能被取消。这一切都发生在没有一个人在场的情况下。事后，“地球观测-1”号会留给操作者一个记录，通知他（她）自己都做了些什么。
“地球观测-1”号2000年被发射升空时，地面上的工作人员为它做了计划编程。自主计划软件2003年首次试用，目前在全天候运转。这不仅加快了它做出反应的时间，而且削减了360万美元运行成本，比原来降低了四分之一还多。
人工智能也会犯糊涂
可能“看到”不存在的云层，需科学家把关
类似的程序能够被用于未来的星际旅行，也许就在人类下一次访问木星及其卫星时，它可能被用于观测木星最近的卫星爱奥上的火山爆发，或者观测欧罗巴（木星的另外一颗卫星）冰冻的地表的变化。
美国宇航局派到火星上的两个漫游者“勇气”和“机遇”也具备一定的“思考能力”。当它们在火星表面移动时，它们使用立体照相设施判断道路上的石块的距离和大小，以便确定如何绕过障碍物。
“每前进一步，它都要衡量几十种可能性。”曾参与设计火星探测器软件的马克·W·麦蒙透露，“火星探测器会选择最安全的道路以接近目标。”
在未来一个月中，升级软件将被送往火星探测器，以使它具备更强的自主能力。到时候火星探测器上的任务控制器将能够发出如下指令：“接近那块岩石,把机械手放在上面。”升级的另一个目的是，火星探测器将首次对数据进行筛选，确定哪些数据有价值。
喷射推进实验室的瑞贝卡·卡斯塔指出：“能够传回地球的图像数目毕竟是有限的”。一旦使用新的软件，火星探测器将对图像进行分析，然后传回那些可能包含科学家们所寻找的讯息的图片。这样可以扩大搜索的范围，提高效率。卡斯塔博士指出，试验显示，新的软件在识别云层时93％的情况下都是正确的。
更重要的是，如果有云层存在，新软件就不会错过它。甚至在没有云层的时候，新软件也会“看到”云层，但这种失误很容易得到地面科学家的纠正。
闯入太空的“两岁孩子”
探测机器人也需要摔打，在错误中吸取教训
尽管如此，这些飞行器似乎离具备智能还很遥远。比如，火星探测器的自主驾驶软件无法让它们识别出未曾预料到的陷阱。去年4月。“机遇号”就曾傻乎乎地冲进一个沙丘，用了5周时间才得以脱身。
“没有一个人工智能系统比两岁的孩子更聪明，”美国宇航局戈达德太空飞行中心的华裔女科学家辛西娅·Y·张指出，“我们希望这个系统具有学习能力并能对环境做出反应”。
张博士是史蒂文·柯蒂斯领导的科研小组成员，该小组正在设计一台更加先进的太空探测器。它没有轮子，看上去就像是个会变换形状的体能攀爬架，带有能收缩长度的桁构架。目前科学家们已经制作出一个简单的模型，并通过电脑模拟出它的活动性能。在平坦的地形上，它能够像风滚草一样滚动起来。它还能像猫一样爬上岩石，也能把自己变得扁平，从小孔里钻过。
为了做到这一切，新的太空探测器需要传感器以观察周围的地形，然后启动最佳移动模式。同时一些安全守则也必须被明确地列入程序，这就像告诉一个孩子“车多的时候不要穿越马路”，科学家们也需要在程序中留有余地，允许机器人从事例和错误中吸取教训。
“你需要建立起一个试验场，让机器人在那里练习简单的行为。”戈达德小组的另一位科学家麦克尔·雷利表示，“这很像是在孩子小的时候做的那样，它们也要学习如何四处活动。”柯蒂斯博士表示，他认为在几年之后，太空探测器就将做好探索月球遍布岩石地区的准备。
杜绝程序错误很关键
遇见恐龙骨架可能视而不见，信息盲区将导致损失
每一个太空探测器都要花费几亿美元，而程序上的一个错误就会让它血本无归。去年，一个被命名为达特(DART，“每日自动再调度技术”的首字母缩写)的人造卫星曾尝试与另一个人造卫星进行对接，结果是两颗卫星相撞。
科学家们同样很紧张太空探测器会不会忽略掉对人类有价值的信息。他们经常开玩笑说，如果一个探测器的程序只要求它识别岩石，它在火星上即使遇到了一具恐龙骨架，也会视而不见继续向前赶路。
然而，自主技术还能在花费不多的情况下让太空探测器做更多的事情。在一些未来可能展开的太空旅程中，比如利用软式小型飞船探索泰坦星，自主技术将是这次任务如何取得最大收益的关键。美国亚利桑那大学宇宙科学家拉尔夫·D·劳伦兹指出：“在理想情况下，每一张照片都应该下传，科学家们也有时间一张张仔细察看这些照片，但实际上这是不可能的。”
因为与地球间的联系有限，劳伦兹博士认为太空探测器应该最小化它的发现，比如说在它飞过一片沙丘的时候，只需要传回几张代表性的图片，而不必传回所有的沙丘照片。
“为得到最佳研究效果，我们希望得到的是最具科研价值的信息。”劳伦兹博士说。关于这一点，他很愿意让航天器自己做遴选的工作。李珊编译
