嫦娥六號成功取回了人類第一份月背樣品，在這份成功的背后有很多不為人知的故事。今天的《月亮之上的科技“嫦娥”》系列報(bào)道，來認(rèn)識一位“小小攝影師”。說它小，是因?yàn)樗鼈�子小、重量小，但它的本事可不小，它究竟是誰呢？

小家伙大本領(lǐng)

月背的專業(yè)“攝影師”

大家還記得這張來自月球背面的合影嗎？這可是嫦娥六號任務(wù)中的一張爆款照片——著陸器和上升器的合影照片。照片一公開，中外網(wǎng)友都在熱議，這張照片是誰拍的？又是怎么拍的？下面我們就來認(rèn)識這位月球攝影師。

總臺央視記者吳天白：嫦娥六號的著陸器和上升器在月球背面拍了一張合影，為了拍這張照片，嫦娥六號是邀請了一位專業(yè)“攝影師”。這位“攝影師”是誰呢？就是我手里的這臺月面自主智能微小機(jī)器人。別看它的體形小，總重量不到5公斤，但它卻是世界上第一臺登上月球的自主智能機(jī)器人。

中國航天科技集團(tuán)邢琰：小機(jī)器人雖然非常小，但是它的功能很齊全，它具有全套自主的月面分離、移動，還有在月面成像的這些功能。它到達(dá)月面之后能夠自主從著陸器上分離下來，然后移動到一個相對適合成像的位置，并且能夠智能取景，為嫦娥六號任務(wù)留下一些珍貴的記憶。

科研人員介紹，這位攝影師的最大特點(diǎn)就在于自主智能，具備了類似思考和判斷的能力，簡單來說，就是讓它更像一個人。

中國航天科技集團(tuán)邢琰：我們用人工智能的技術(shù)來增強(qiáng)它的自主能力，目前我們用的還是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。發(fā)揮了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)人經(jīng)驗(yàn)的能力，它可以把很多用傳統(tǒng)方法沒有辦法實(shí)現(xiàn)的，去實(shí)現(xiàn)了，比如說要去調(diào)整拍照的角度。這次也是驗(yàn)證了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的人工智能技術(shù)在月球表面的環(huán)境下，在有限的計(jì)算資源約束下，它的可行性。

月球“攝影師”的“升級”之路

月面自主智能微小機(jī)器人這次的主要任務(wù)就是在月球背面拍攝一張嫦娥六號著陸器和上升器的合影。想要成為一名合格的攝影師可不容易，要對構(gòu)圖、光照和拍攝角度有一定的研究。

中國航天科技集團(tuán)黃煌：更多關(guān)注的還是主體的位置以及一些陽光的光照角度，可能在某一些角度下反光過于強(qiáng)烈了，不是我們理想的情況。

黃煌告訴記者，以往在月球的拍照任務(wù)，都需要測算出拍攝物與拍攝設(shè)備之間的相對距離、方位和最佳拍照時間。但這次采用的是自主智能的拍照方式，如何拍得好看，全靠機(jī)器人自己來判斷。

中國航天科技集團(tuán)黃煌：智能算法就是模擬人對一個物體進(jìn)行拍照，不需要做精確的計(jì)算，而是根據(jù)我拍照拍到的照片好與不好，自主進(jìn)行判斷，自主做一些決策調(diào)整，最終達(dá)到最好的效果。

自主智能和現(xiàn)在火爆的AI技術(shù)類似，都需要通過大量學(xué)習(xí)來積累經(jīng)驗(yàn)。但月背拍照與地面拍照不同，最大的問題就是光源單一，都是來自太陽的平行光，背景又是完全黑的星空，讓機(jī)器人學(xué)習(xí)地球的攝影作品是不行的。為此，科研人員買了各種各樣的燈，來讓機(jī)器人學(xué)習(xí)這種特殊的光照條件。

中國航天科技集團(tuán)黃煌：當(dāng)時我印象很深刻，為了去解決這些難題，去網(wǎng)上買了釣魚燈、露營燈、舞臺燈，各種各樣的燈我們都買回來，盡可能讓機(jī)器人見多識廣。去構(gòu)造采集的這些物理樣本，做了一些環(huán)境的特征建模，在這樣一個環(huán)境中，我們讓小車去學(xué)習(xí)，最終實(shí)現(xiàn)了拍照的智能決策。

正是做足了準(zhǔn)備，才讓自主智能機(jī)器人到達(dá)月背后，能夠快速自主調(diào)整距離和角度，在很短時間內(nèi)就圓滿完成了任務(wù)，拍下了這張嫦娥六號月背工作的經(jīng)典照。

強(qiáng)健“體魄” 應(yīng)對月球背面復(fù)雜環(huán)境

月球背面與月球正面相比，有著截然不同的地貌特征。正面的月球表面呈現(xiàn)出廣闊的平原和巨大的撞擊坑，而背面的月面則表現(xiàn)出更多山脈、深谷和火山口等特征，地勢更加復(fù)雜。在航天科技集團(tuán)的這間實(shí)驗(yàn)室，科研人員正在模擬在特殊地形上進(jìn)行小機(jī)器人的測試實(shí)驗(yàn)。

邢琰說，小車的實(shí)驗(yàn)基本上沒有一次就成功的，為了能達(dá)到去月背的要求，團(tuán)隊(duì)要反復(fù)調(diào)整小車的結(jié)構(gòu)和技術(shù)細(xì)節(jié)。反復(fù)的實(shí)驗(yàn)失敗，也讓團(tuán)隊(duì)一度對設(shè)計(jì)理念產(chǎn)生了懷疑。

中國航天科技集團(tuán)邢琰：問題如果大大小小都列下來，可能是百項(xiàng)都不止，軟件的硬件的非常多。這個過程當(dāng)中也有很失落的時候，有想放棄的念頭。

雖然有過想放棄的念頭，但團(tuán)隊(duì)覺得，讓自主智能技術(shù)能在月球上應(yīng)用這個事值得做，再多的困難也應(yīng)該做成。

中國航天科技集團(tuán)邢琰：再難、再累、再緊張，還是得靜下心來先把問題解決了。發(fā)現(xiàn)一些問題是好事，抓緊去定位問題，然后找解決措施，最后再進(jìn)行設(shè)計(jì)完善，才有最后的表現(xiàn)。

為了讓這位月球攝影師體能達(dá)標(biāo)，研制人員開展了上百次的各類地面試驗(yàn)。正是科研人員背后的不懈努力，讓這位月球攝影師有了更強(qiáng)的體魄，在月背成功完成任務(wù)，開創(chuàng)了自主智能技術(shù)在深空探測的第一次應(yīng)用。

多種應(yīng)用途徑

自主智能是未來主流技術(shù)

月面自主智能微小機(jī)器人雖然技術(shù)難度高，但制造成本卻比較親民。隨著技術(shù)應(yīng)用的成熟，未來的應(yīng)用領(lǐng)域非常豐富。

中國航天科技集團(tuán)邢琰：因?yàn)槲覀優(yōu)榱溯p巧設(shè)計(jì)，也是采用了一些商用的器件，所以說應(yīng)用在民用上非常有條件。而且它的應(yīng)用的場景也比較多，比如說把它拓展成掃地機(jī)器人、家務(wù)機(jī)器人、陪伴機(jī)器人、教育機(jī)器人。窄小的洞穴，或者是管道的巡檢都是可以的。

除了應(yīng)用在和我們生活息息相關(guān)的領(lǐng)域，隨著深空探測的目的地越來越遠(yuǎn)，自主智能技術(shù)也將成為我國深空探測的一大關(guān)鍵技術(shù)。

中國航天科技集團(tuán)李永：未來我們走得越遠(yuǎn)，測控的限制就越大。很多深空探測任務(wù)目前的測控技術(shù)是覆蓋不了的，有些探測區(qū)域的地形地貌不確定性也很大，所以很多動作，很多活動需要它自主完成。未來智能控制技術(shù)，應(yīng)該是深空探測領(lǐng)域里面的關(guān)鍵的支撐技術(shù)。

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