1、2、3,茄子!咔嚓——嫦娥六号的着陆器、上升器与月背的合影拍好了,有一张还举着五星红旗呢。在神秘的月背拍照片真好看啊!
等一下,是谁拍的照片?你看,这张照片的下半部分有一些车轮印,顺着这些线索,我们一起找到这位神秘的摄影师。
线索1:移动的相机
观察着陆器下方那些密集的车轮印,这个拍照的家伙当时应该是从着陆器上下来,在地面上进行了一系列的调试和调转方向,才会产生这样的效果。车轮印向着前方展开,看来这个家伙应该可以自主移动,寻找最佳拍摄位置。
在月背行走可不容易。要知道,比起月球正面广阔的平原和巨大的撞击坑,月球背面有更多的山脉、深谷和火山口等,地形地势更为复杂。要想在这样的地方行走自如,不掉进坑里,说明这个带轮子的家伙真有两把刷子。
月球背面
可是在月球上拍照也不容易呀。宇宙黑漆漆的,月球背面的光源又单调,在这种情况下想找合适的拍照角度,拍摄到理想的照片,对于普通人来说都有难度。难道这个家伙比人还厉害?走,我们去问问研制嫦娥六号的工作人员。
线索2:一颗AI(人工智能)心
看,那边有个工作人员,我们过去问问。工作人员告诉我们,那个家伙是AI拍照机器人。我们知道,光照对照片的质量影响很大,有时候光太强了,根本看不见拍到了什么,有时候光太弱了,镜头里又漆黑一片。构图就更不用说了,要拍出美丽的人像或风景,对构图能力的要求很高。这个AI拍照机器人,能够依靠自己的判断,找到合适的距离,进行构图,在不同的光源亮度下,拍出我们看到的照片。
它是怎么做到的呢?现在我们对AI已经不陌生了。比如可以画画的AI、可以解数学题的AI、可以做音乐的AI……各行各业的AI正如雨后春笋,层出不穷。接触过AI的我们都知道,AI是依靠大数据“训练”出来的。其实,这个月球上的AI拍照机器人也是这样来的。
AI拍照机器人能自主调整位置
科学家利用海量数据,对AI拍照机器人进行深度训练。简单点儿说,就是让它看大量的照片。这些照片被科学家标注成好或不好等类别,让AI拍照机器人知道它需要什么样的照片,并在这些照片中学会如何构图、如何选择光线。要知道月背上拍照最大的问题就是光源单一,都是来自太阳的平行光,背景又是黑漆漆的星空。因此,拍照机器人可不能只学习地球上的拍照作品。没有现成的月球照片难不倒科学家,他们自己买来各种灯,比如钓鱼灯、露营灯甚至舞台灯等,尽可能地让这个机器人见多识广。就像训练航天员一样,这个拍照机器人也在专门的模拟环境中进行练习。科学家根据采集的月背上的物理数据,为它做了一些环境的特征建模,让它提前在这样的环境中去学习和练习。
科学家对AI拍照机器人进行各种试验
熟能生巧,AI拍照机器人看得多了,练得多了,它就有了自己的判断,并最终形成自己的拍照审美。不过光有审美还不行,它还得能自己补充需要的东西。比如,在光线不足时,它能自动开启补光模式;遇到障碍物时,它能自己调整线路,找到最佳拍摄角度。这一切操作,不输一位经验丰富的摄影师。
好想让它也给我拍一张照片啊!对了,我们还是看看它的庐山真面目吧。
真相大白,得见真容
找到了,AI拍照机器人就在这张照片上。这是嫦娥六号出发前的照片,当时谁也没想到这个重量不足5千克的小家伙就这样躺在嫦娥六号的身上。它的颜色和嫦娥六号融为一体,不仔细看还真看不出来。
AI拍照机器人藏在嫦娥六号身上
这台月面自主智能微小机器人,看上去非常简单。它的外壳上覆盖着太阳能电池板,能够保证能源的长时间供应。而且它两端都安装了相机,这样无论以哪种姿态落地,它都能立即开始工作。它所携带的红外成像光谱仪,可以实现大视场和高分辨率,超声电机则是按下快门的关键帮手。
AI拍照机器人
在嫦娥六号奔月和落月的过程中,它一直悬挂在着陆器的侧板外。等到嫦娥六号采样完成后,它就自主分离,来到月球表面,自己移动到合适的位置,找到合适的角度,自主构图完成拍摄,为嫦娥六号的着陆器和上升器组合体在月球背面留下珍贵的纪念。
小机器有大本事
月球背面温度变化剧烈,白天最高可达100多摄氏度,夜晚最低又降到零下180多摄氏度。这样的环境对机器人的材料有很高的要求。科学家专门为智能拍照机器人应用了特殊的隔热材料和温控系统,保证机器人在极端温度下也能正常工作。
此外,智能机器人虽然可以接受地球上的远程遥控,但月球背面暂时还不能实现与地球即时通信,机器人大多时候必须依靠自己携带的处理器进行数据处理和决策,这对机器人的计算能力也是一大考验。为了解决这个问题,科学家为智能拍照机器人配备了高性能的处理器,并对算法进行了优化,确保它能在有限的计算资源下完成任务。
嫦娥六号的着陆器、上升器与月背的合影
为了让这位AI拍照机器人“体格”达标,科研人员展开了上百次的地面试验。遇到的问题也难以细数,软件、硬件都需要攻克难关。虽然一次又一次的失败有时候让科研团队非常沮丧,但他们没有放弃。因为他们坚信,让人AI技术在月球上用起来,这件事情值得做,有再多的困难也应该完成。从结果来看,科研人员的工作做得非常好,这个小机器人不仅为我们拍下并回传了第三视角的嫦娥六号照片,还验证了人工智能在月球上的应用。
嫦娥六号上升器点火起飞示意图
这个小机器人可不是只能在月球上工作。稍加改动,它就可能变身成我们身边的扫地机器人、家务机器人、陪伴机器人、教育机器人,甚至到狭窄的洞穴和管道里去巡检都可能实现。如果你拥有这样的机器人,想用它做什么呢?
有奖问答