太空中的人工智能——南加州大学信息科学研究所正在执行一项任务

| 2022年10月3日

宇航员丹尼·奥利瓦斯(Danny Olivas)加入ISI的视觉智能和多媒体分析实验室(VIMAL),寻找在太空中使用人工智能的方法。

丹尼·奥利瓦

丹尼·奥利瓦

约翰·丹尼尔·"丹尼"奥利瓦斯前美国宇航局宇航员和现任美国宇航局咨询委员会成员,已经加入了该公司的工作人员视觉智能和多媒体分析实验室(VIMAL)南加州大学信息科学研究所(ISI)担任太空人工智能计划的联合主任。

Olivas为VIMAL, ISI和USC带来了丰富的经验。作为2007年和2009年航天飞机任务的老兵,他是两枚NASA太空飞行奖章和NASA杰出服务和杰出成就奖章的获得者。奥利瓦斯在国际空间站外完成了5次太空行走,总计超过34小时。他在太空领域的专业知识可以与他对太空的热情相媲美,而他将这两者都带到了他的新角色中。

Olivas说:“我很高兴有机会帮助南加州大学在太空中扩大研究人员和学生的足迹。”

合伙企业的诞生

VIMAL,由高尼姆AbdAlmageed他是ISI的研究总监、电气与计算机工程研究副教授,他有一个崇高而直接的使命:“让学生们能够使用人工智能,让世界变得更美好,一天一天地去做。”有了奥利瓦斯的团队,VIMAL现在能够把目光投向地球以外的地方。

奥利瓦斯和阿卜杜勒马吉德在2022年7月相遇,当时他们都被邀请参加“复兴周末”这是一个久负盛名的、无党派的、只有受邀才能参加的活动撤退今年在加拿大班夫举办的跨学科创新思想家大会。他们很快意识到他们有很多共同点。AbdAlmageed说:“Danny Olivas和我有着非常相似的心态和背景。我们相信在很长一段时间内,不放弃地努力解决困难问题。我们相信这足以让事情发生。”

两人对彼此的专业领域感兴趣,讨论了如何利用他们的集体勇气和合作。一个月后,Olivas当天访问了ISI,了解了VIMAL和ISI,并介绍了他对人工智能在太空中的机会的看法。

来自这个世界的气候数据

Olivas的宇航员背景和对太空的接触为数据分析的新领域提供了有价值的新视角。他指出:“自从[NASA]项目开始以来,NASA产生的数据比分析的要多。”他补充说,这些数据已经成熟,可以通过人工智能和机器学习进行分析。

其中一个应用是气候,AbdAlmageed称之为“VIMAL的增长领域”。

“NASA有仪器可以看到上层大气中的水蒸气之类的东西,”Olivas说。“所有这些事情不仅可以在各自的监测孤岛中进行分析,而且现在可以开始整合不同仪器的数据,以构建气候变化如何影响某个地区的更可靠的图景。”

奥利瓦斯说,大气中的臭氧和二氧化碳、全球温度趋势、干旱预测、海平面探测、森林砍伐、地球人口变化——这些只是NASA拥有有用历史数据的一些领域。

他补充说:“NASA已经获得这些数据很多年了,(它们)提供了一个机会,可以将这些信息碎片整合在一起,让计算技术取代人类过去不得不消化这些信息的地方,试图理解它们。”

机器人和漫游者

随着美国宇航局为人类前往火星的未来做准备,新的令人兴奋的人工智能应用将会出现。Olivas说:“对于NASA的太空计划来说,有一些特定的机器人应用是非常独特的。”例如,一个机器人可以根据宇航员的面部表情或语音语调来检查他们的情绪——随着火星探索任务从几个月延长到几年,这对心理健康将越来越重要。

探测车是Olivas认为有更多人工智能空间的另一个领域,同样以火星为例:“从地球向火星发送命令大约需要20分钟。当你得到漫游者正在悬崖上行进的照片时,发送停止移动的命令可能是错误的时间。所以你想在这个平台上建立更多的智能,让火星车自己做决定。”

但首先是太空垃圾

气候数据、机器人和探测车——这些都是奥利瓦斯未来可能带VIMAL的领域。然而,Olivas和AbdAlmageed计划解决的第一个问题是垃圾特别是轨道碎片。

NASA将轨道碎片定义为地球轨道上任何无功能的人造物体。想想:宇宙飞船、卫星、火箭,或者如果其中任何一个相撞或爆炸,你会得到什么。碎片的大小从亚微米从一个油漆芯片到一辆校车,一直到几米,估计有数十万个碎片绕着地球运行。

问题在于,这些碎片的轨道速度对NASA的任务是危险的——想象一下,油漆芯片或校车以16000英里的速度行驶!奥利瓦斯说:“正是这种超高速撞击导致了各种各样的问题,不仅是空间站或人类航天器,而且是卫星技术。”总的来说,它对宇航员、航天器和太空探索都是一个严重的威胁。

VIMAL团队将研究如何利用他们的传感、计算机视觉和人工智能专业知识来识别碎片,并在它们绕地球运行时长时间跟踪它们。

南加州大学的太空创新遗产

奥利瓦斯延续了南加州大学在太空探索方面的强大创新遗产。他加入了前美国宇航局宇航员保罗·罗尼和加勒特·赖斯曼的行列,他们也担任南加州大学维特比分校的教师,这是一所拥有独特航天项目的核心顶尖学校之一。bob国际首页登录这不是奥利瓦斯和赖斯曼第一次合作,他们是美国宇航局宇航员项目的同学。

迄今为止,学校的研究人员在航天器推进、空间科学、空间环境、空间通信、卫星和材料等方面取得了创新。宇航员尼尔·阿姆斯特朗是南加州大学维特比分校的校友,该校有一个bob国际首页登录专门的空间工程研究中心ISI。

bob国际首页登录南加州大学维特比与设计和建造火箭和空间发射器、通信和直接广播卫星、导航系统、载人航天飞行器和行星探测器的先驱航天组织和校友保持着密切的联系。

以合作为使命

奥利瓦斯说:“归根结底,太空是人类的努力。”他指出,作为宇航员的一部分,包括互相照顾。他似乎对VIMAL在这方面的工作印象深刻。

“我在VIMAL欣赏到的一件事是合作的包容性;这真的很鼓舞人心。”

AbdAlmageed非常有意地培养了VIMAL的协作环境。“我很自豪,我们在实验室创造了一种文化,每个人都有一种归属感和合作意识。”他继续说道:“如果没有VIMAL每个人日复一日的工作,我不可能做到雇佣丹尼(Olivas)这样的事情。这是一个团队的努力。我也非常感谢ISI执行董事Craig Knoblock博士对我们雄心勃勃的计划和追求的支持。”

Olivas显然对加入团队感到兴奋,“我期待着与VIMAL分享、学习并看到这些机会在哪里,”这位宇航员总结道。

发布于2022年10月3日

最后更新于2022年10月3日

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