人类史上首个 AI 宇航员交互式移动伴侣首次亮相中国,IBM 人工智能技术赋能

阅读数:4598 2019 年 9 月 1 日 17:23

人类史上首个AI宇航员交互式移动伴侣首次亮相中国,IBM人工智能技术赋能

在世界人工智能大会的创新应用展上,IBM 展示了其在人工智能领域的新尝试,人类历史上首位宇航员交互式移动伙伴—Project CIMON(Crew Interactive Mobile Companion, 简称 CIMON),是被 DLR 授予的科学项目,由 Airbus 与 IBM 开发。同时,这也是 Project CIMON 首次在中国亮相。8 月 29 日下午,IBM 商业心理学家、人工智能顾问 Sophie Richter-Mendau 接受了 InfoQ 等媒体的采访,Sophie 详细介绍了 Project CIMON 的功能及背后的技术力量支撑。

IBM 人工智能技术赋能

据介绍,Project CIMON 由 IBM 与德国宇航中心、空中客车公司合作开发,研发周期为 2 年。如今,Project CIMON 已在离地表 400,000 多米的太空飞行超过 400 天。它采用 3D 打印技术,由塑料盒金属制成,重约十一磅,直径 32 厘米,如同一个篮球大小,其角色原型来源于《太空突击队》中的“活脑”—赛门·莱特教授。

人类史上首个AI宇航员交互式移动伴侣首次亮相中国,IBM人工智能技术赋能

Project CIMON 的诞生旨在帮助宇航员更好的完成太空任务,帮助其提高实验效率、节约时间。它能在失重的空间里飞行,可以随时与宇航员进行友好的沟通交流或接收工作指令,并提供所需的各种帮助。Project CIMON 是第一款可以在太空自主自由飞行的机器人,也是第一个在太空中与人互动的人工智能设备。

目前,Project CIMON 已经在国际空间站服役了一年多,它自 2018 年 6 月发射进入太空,并在同年 12 月进行了第一次太空互动。

IBM 人工智能技术为 Project CIMON 提供技术支持。合作团队研发了 AI 组件,并将其整合到 Project CIMON 中,让它做到与宇航员交互。为了让 Project CIMON 模仿人类的行为,运用到了好几种 Watson 服务,为其提供文字、语音和图像处理、检索特定信息和特定发现的能力。如,为让 Project CIMON 听宇航员的话,用到了 Watson speech to text;为了让它判断宇航员的意图并想出答案,用到了 Watson Assisitant,这相当于 Project CIMON 的“大脑”;为做到传输答案,用到了 Watson text to speech;其中还用到了语音和面部识别技术,能够让 Project CIMON 准确识别宇航员。

Project CIMON 能够在零重力的太空环境下工作,它搭载了超声波传感器并集成了 14 个风扇,经过特别的训练后,它适应了嘈杂、拥挤的太空环境,并能做到对舱内环境了如指掌,可以实时探测障碍物,在舱内“飞行”自如。

关于 Project CIMON 的外型设计,Sophie 向 InfoQ 表示,之所以设计成球形,主要是与其使用环境—空间站的需求有关,太空中没有重力,所有东西都是漂浮的,因此不能有任何尖锐或者有棱角的东西存在,以防在飞行过程中意外撞到一些设备,保证宇航员的安全。Sophie 表示,将来可以考虑给 Project CIMON 配备类似激光笔设备(来指物),或者给空间站装备扩音或者音响等类似设备,让它可以在任何角落都能与宇航员对话时,而不必飞到宇航员面前。

得力的工作助手和暖心的生活伙伴

Project CIMON 是宇航员得力的工作助手,它有不同的工作模式,其中一种是和宇航员对话的模式,当你叫出它名字的时候才会工作,类似 Siri;另一种是,Project CIMON 不对话,只是听宇航员讲。

Project CIMON 能够快速学习国际空间站哥伦布实验舱中的实验步骤,对 100 多个不同的实验步骤熟练掌握,能够帮助宇航员完成各种复杂的医学实验,并将结果传输回地面。经过训练,Project CIMON 能准确识别宇航员的专业术语,理解宇航员的真正意思。在未来,Project CIMON 还会帮助宇航员做一些设备维护的工作,比如修理损坏的航天器系统或者进行医疗救治。

Sophie 表示,在考核 Project CIMON 的工作能力方面,主要有两个考核指标,一是考核已启动、已完成或已关闭的任务数量作为硬指标;二是将用户 / 宇航员的满意度作为软性指标。

人类史上首个AI宇航员交互式移动伴侣首次亮相中国,IBM人工智能技术赋能

Project CIMON 是一位全能型 AI 机器人,它兼具听、说、看、思考、漂浮、飞行等各种功能,不但有超高的 IQ,EQ 能力也非常高,是一位友好型机器人。为了能让 Project CIMON 胜任太空的工作,IBM 团队做了很多定制化的设计,并花了不少心思设计 Project CIMON 的性格。作为 Project CIMON 性格的主要设计负责人,Sophie 介绍,Project CIMON 内向、敏锐、兼具理性和智慧。团队设计挑选设计的 ISTJ(即内向、感知、思考、判断)类型性格,之所以做这样的性格设定主要是考虑到与其要执行的任务相匹配,Project CIMON 的角色除了“陪伴”和“娱乐”之外,更重要的,它还是一位专家,帮助宇航员更好的工作。

Project CIMON 善于感知细节和情绪,通过不断地情商训练,它能够准确识别“不快乐”或“兴奋”等语音中的情感线索,并基于这种感受,给宇航员“爱的回应与关心”,如果宇航员跟它说,“我想家了……”,它会回应道,“听你这么说我也很难过,我怎么做才能让你感觉好一点呢?”

如果宇航员在热情、积极性高涨地做实验,Project CIMON 会用比较高的音调说话,表示它也愿意跟你一起干下去,此外,它也能点头和摇头,强化它表述的内容。它还是一位具有幽默感的“boy",Sophie 让 Project CIMON 学会了一些科幻电影中的经典台词,会在对话中时不时地“冒”出来,给宇航员带来快乐源泉。

在太空工作的宇航员常常会面临孤独、紧张焦虑、抑郁等问题的困扰,Project CIMON 的出现将让这一情况有所改观,它致力于成为宇航员暖心的生活伙伴。

虽有挑战,但会持续开发和探索

在开发 Project CIMON 的过程中面临着一些挑战,一方面,在实现其在空间站的自主飞行上,在地球上做符合太空需求的测试很不容易,需要在地球上模拟太空环境。此外,用户群体小,数据量不够也是一大难点,AI 需要“喂”给大量数据来训练,但没有足够数量的宇航员来进行用户接受度方面的测试。针对数据难题,Sophie 团队目前已经想到了一些解决方案,除了从真实实验中获取数据外,也可从地面实验室采集模拟数据进行分析。

此外,在太空中,宇航员跟 Project CIMON 对话时会存在 2 秒钟的延时,因为所有的 AI 服务并非是在 Project CIMON 这个设备上运行的,宇航员每次给 Project CIMON 发出指令时,会经历这样一个传输过程:卫星— 地面卫星接收站 — IBM 云数据中心(进行指令处理)—— 太空。在这个过程中,由于信号传输、指令处理等会带来一些时延。Sophie 表示,在本地运行的东西越多,速度就越快,时延就能越短。为了将时延进一步缩短,IBM 将会组建更专业的团队提升边缘计算能力。

当前版本的 Project CIMON 还不能够做到主动开启谈话,但 Sophie 认为这是团队未来努力的方向。接下来,IBM 团队还将对 Project CIMON 进行持续开发,用于新的应用场景,比如目标检测。Sophie 表示,未来更大的愿景是希望让 Project CIMON 参与外太空探索任务,比如说探月,火星探测等。

“今年是阿波罗登月 50 周年,我们认为做这样一个项目很有意义。这也是 IBM AI 支持登月项目后在探索太空领域的另一个尝试“。

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