▲圖：美國宇航局（NASA）行星防御協(xié)調(diào)辦公室（Planetary Defense Coordination Office）利用位于亞利桑那州圖森的卡塔利娜天空勘測（Catalina Sky Survey）設施將太空物體進行編排歸類（圖片來源/亞利桑那大學卡塔利娜天空勘測）

即使在這個高速數(shù)據(jù)分析的時代，在研究潛在的撞擊地球小行星的圖像時，敏銳的人眼通常更勝一籌。然而，人工智能（AI）的出現(xiàn)帶來了更佳方案。

總部位于加州El Segundo的航空航天公司（Aerospace Corporation）目前在測試一款AI軟件，旨在幫助天文學家加快識別并跟蹤觀察那些具有威脅性的近地球天體（NEO）。

一直以來，美國宇航局的行星防御協(xié)調(diào)辦公室已經(jīng)使用了大量的望遠鏡，來尋找和監(jiān)測可能會撞擊地球的近地球天體。但這家非營利性航空航天公司的AI團隊則正在與NASA合作，開發(fā)一種名為NEO AID（近地球天體人工智能探測）的軟件，以區(qū)分可能構(gòu)成真正威脅的小行星和彗星的誤報。

每天晚上，位于亞利桑那州圖森市Mount Lemmon的卡塔利娜天空勘測等地點的研究人員，都要仔細研究數(shù)百張星域圖像，搜尋需要進一步觀察的快速移動物體。正是在這里，Aerospace Corporation的人工智能工程師利用100TB的數(shù)據(jù)，來構(gòu)建和訓練人工智能模型，訓練出來的模型現(xiàn)在可以將需要進一步分析的NEO目標進行分類。根據(jù)Aerospace Corporation計算，這項新的AI科技已經(jīng)將“天空勘測”的性能提高了10%，而且還存在進一步發(fā)展空間。

美國國家航空航天局的近地球天體研究中心表示，逾90％的直徑超過一公里大小的NEO已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在NEO計劃的重點是尋找90％直徑超過140米大小的NEO。然而，仍然有直徑在10-20米范圍的太空巖石接近地球的距離比月球到地球的距離更近。這種情況每月至少發(fā)生一兩次，如果這些物體中的任何一個真的落在人口密集地區(qū)，造成的損失無疑是巨大的。

那么，究竟這一新的AI技術將如何幫助NASA進行當前的搜索呢？

NASA仍然依靠人眼來確定NEO的威脅評估。現(xiàn)在的希望是，能通過AI將圖像分類為優(yōu)先級較高或優(yōu)先級較低，以簡化整個過程。

▲圖：作為輸入數(shù)據(jù)的一個例子，航空航天公司的科學家分析了數(shù)千個近地球物體候選圖像， 圖像序列每一項為四個30秒曝光。（圖片來源/亞利桑那大學卡塔利娜天空勘測）

Aerospace Corporation公司人工智能分析及創(chuàng)新部門的高級項目負責人Jon Neff透露，該公司開發(fā)的軟件技術減少了人類觀察者必須審查的虛假識別的數(shù)量。他表示，人類的眼睛和大腦非常善于發(fā)現(xiàn)圖像的微小差異。

通過訓練神經(jīng)網(wǎng)絡，模仿人類對望遠鏡拍攝的夜空圖像進行分類的方式，天文學家可以識別出極有可能是NEO的物體。但是Neff很快指出，這種新的NEO AID技術是為了與現(xiàn)有的測量方法優(yōu)勢互補，而不是取代它們。

至于技術成本呢？

Neff說，原型軟件的開發(fā)成本約5萬美元，而一個可運行的軟件系統(tǒng)最終花費約為50萬美元。

大部分毀滅地球文明的彗星對于天文學家來說仍然是盲區(qū)，這種技術如何幫助天文學家提前發(fā)現(xiàn)這種彗星呢？

Neff談到，與癌癥一樣，生存的關鍵是早期發(fā)現(xiàn)和診斷。第一步是將望遠鏡對準可能找到此類彗星的地方；下一步就是對數(shù)以百萬計的圖像進行分類，找出潛在威脅的少量物體。

“我們的技術可以提高檢測新物體的速度，可以幫助拯救地球文明。”Neff說道，“如果我們能夠及早發(fā)現(xiàn)威脅，我們就有時間引開這些威脅。”