为了寻找火星上的生命，NASA迈出了第一步，允许计算机决定如何告诉我们

艺术家对罗莎琳德·富兰克林漫游者在火星上的印象。

NASA已迈出了一步，允许远程车载计算机指导其他星球上的生命搜寻。美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心的科学家宣布了新智能系统的首批成果，该系统将安装在太空探测器中，能够从岩石样本中识别生命的地球化学特征。允许这些智能系统选择要在地球上进行分析的内容和告诉我们的内容，将克服在如何从遥远的星球寻找生命的过程中，信息如何在远距离上传输的严格限制。该系统将在2022/23 ExoMars任务中首次亮相，然后在太阳系中更远的物体上更全面地实施。

首席研究员Victoria Da Poian在Goldschmidt地球化学会议上介绍了这项工作，他说：“这是太空探索中的一个有远见的步骤。这意味着随着时间的流逝，我们将从人类参与几乎所有空间的想法转变为计算机配备智能系统，并且他们经过训练可以做出一些决定并能够优先传输这些信息。最有趣或时间紧迫的信息”。

美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心（GSFC）行星环境实验室的软件主管Eric Lyness强调了拥有用于行星探索的智能仪器的必要性：“将数据发送回地球需要花费大量时间和金钱，这意味着科学家无法进行所需的任何数量的实验或分析尽可能多的样本。通过使用AI对收集后的数据进行初步分析，然后再将数据发送回地球，NASA可以优化我们接收到的数据，从而极大地提高了太空飞行任务的科学价值。”

ExoMars –在火星上前进。

维多利亚·戴波安（Victoria Da Poian）和埃里克·莱尼斯（Eric Lyness）（都在美国国家航空航天局（NASA）的戈达德太空飞行中心（Godard Space Flight Centre））已经培训了人工智能系统，可以分析火星有机分子分析仪（MOMA）上的数百种岩石样品和数千种实验光谱，该仪器将登陆火星2023年的ExoMars Rosalind Franklin Rover。MOMA是基于质谱仪的最先进仪器，能够分析和鉴定岩石样品中的有机分子。通过对岩石样本的分析，它将搜索火星表面和地下的过去或现在的生活。送往火星的系统仍将大部分数据传回地球，但以后太阳系的系统将获得自主权，以决定返回地球的信息。

最初的结果表明，当系统的神经网络算法处理未知化合物的光谱时，可以将其分类为高达94％的准确度，并与以前看到的样本具有87％的准确度匹配。在将其纳入2023年任务之前，将对其进行进一步完善。

维多利亚·达·普安（Victoria Da Poian）继续：

“我们从这些无人任务中获得的是数据，其中很多；在不同的环境中发送数亿公里的数据可能非常具有挑战性，而且成本非常高；换句话说，带宽是有限的。我们需要确定发送回地球的数据的优先级，但是我们也需要确保这样做不会浪费重要的信息。这导致我们开始开发智能算法，该算法现在可以帮助科学家分析样品以及有关后续操作的决策过程，而作为长期目标，可以分析数据本身的算法将可以调整和调整仪器以进行下一轮操作，而无需动手做，并且仅将最有趣的数据传输到家里。”

该团队将最初的实验室测试中的原始数据与基于地球的MOMA仪器一起使用，以训练计算机识别出熟悉的模式。当接收到新的原始数据时，该软件会告诉科学家先前遇到的样品与该新数据匹配。

埃里克·莱尼斯（Eric Lyness）说：

“任务将面临严格的时间限制。当我们在火星上作业时，样品仅会在流动站中保留最多几周，然后流动站将样品转储并移至新的钻孔位置。因此，如果需要重新测试样品，则需要快速进行，有时需要24小时。将来，随着我们探索诸如欧罗巴之类的木星和诸如土卫二和土卫六*之类的土星的卫星，我们将需要在现场做出实时决策。有了这些卫星，来自地球的信号可能需要5到7个小时才能到达仪器，所以这不会像控制无人机那样具有即时响应。我们需要赋予仪器自主权，以便他们以我们的名义快速做出决定，以达到我们的科学目标。”

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埃里克·莱尼斯（Eric Lyness）评论：“首次收集时，MOMA生命搜索工具产生的数据很难解释。它不会大喊“我在这里找到了生活”，但会给我们提供需要分析的概率。这些结果将在很大程度上告诉我们有关仪器发现的地球化学的信息。我们的目标是为该系统提供科学家指导，例如，我们的系统可能会说：“我有91％的信心相信此样品与真实世界的样品相对应，而我有87％的确信它是磷脂，类似于样本在2018年7月24日进行了测试，数据如下所示。”我们仍然需要人工来解释这些发现，但是第一个过滤器将是AI系统。

研究人员指出，从火星传回的数据非常昂贵，而随着着陆器离地球越来越远，数据也变得越来越昂贵。“来自火星的火星车的数据所花费的成本可能是您手机上数据的100,000倍，因此我们需要使这些数据尽可能地具有科学价值。”埃里克·莱尼斯（Eric Lyness）说。

乔尔·戴维斯博士（伦敦自然历史博物馆的行星地质博士后研究员）评论说：“行星飞行任务的主要挑战之一是将数据送回地球，这既浪费时间又浪费金钱。在火星上，旅行时间延迟约为20分钟，随着您进入太阳系的距离的增加，这一延迟会越来越大。考虑到任务的寿命有限，科学家们必须对选择要带回的数据保持高度的选择性。这些结果肯定看起来很有希望；拥有更大的自主权是确保返回数据有用的一种方式。”

戴维斯博士未参与此项工作，这是一条独立评论。

Goldschmidt会议感谢NASA戈达德太空飞行中心在编写此材料方面的协助。ExoMars是欧洲-俄罗斯，欧洲宇航局-俄罗斯联邦的一个联合项目。该任务的主要目标之一是寻找过去和现在的生活痕迹。关键仪器是火星有机分子分析仪（MOMA），这是由哥廷根马克斯·普朗克太阳能系统研究所领导的德法美联合研究。

Goldschmidt会议是全球主要的地球化学会议，由地球化学协会和欧洲地球化学协会主办。每年举行一次，涵盖的内容包括气候变化，天文生物学，行星和恒星的发展与状况，地球化学，污染，海底环境，火山以及许多其他主题。对于2020年，原定的夏威夷代表大会已在线进行，并于6月21日至26日举行，请参阅https://goldschmidt.info/2020/index。未来的大会将在法国里昂举行（2021年），而改期的夏威夷大会将在2022年举行。