人工智能預(yù)測(cè)其他行星上的生命跡象

利茅斯大學(xué)機(jī)器人與神經(jīng)系統(tǒng)研究中心的研究員Christopher Bishop在一份聲明中說(shuō)：“我們目前對(duì)這些ANNs感興趣，因?yàn)樗鼈兛赡軐?shí)現(xiàn)一種能夠在一定范圍內(nèi)掃描一個(gè)系外行星的假想的、智能的星際飛船?！彼a(bǔ)充說(shuō)，“我們也在考慮使用大面積可部署的平面Fresnel天線，以便可以將星際探測(cè)器的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離地傳回地球。這種技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于未來(lái)的機(jī)器人宇宙飛船是必不可少的?！?/p>

基于待預(yù)測(cè)行星與現(xiàn)在的地球、早期地球、火星、金星以及土星的最大衛(wèi)星Titan的相似程度，普利茅斯團(tuán)隊(duì)訓(xùn)練他們的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)將行星歸類于這五個(gè)不同的類別之一。

這些星球是相似的，它們皆為巖質(zhì)行星，空中有大氣層，盡管它們的組成成分多有不同。根據(jù)新的證據(jù)，除了地球之外，火星和Titan是太陽(yáng)系中尋找外星生命最有希望的兩個(gè)目標(biāo)，而NASA的JPL空間科學(xué)研究的Kevin M.Gill說(shuō)到：“土星的最大衛(wèi)星Titan是太陽(yáng)系中最有可能蘊(yùn)含外星生命的星球之一“。對(duì)于焦熱的金星而言，也具有孕育生命的一些可能的條件。

這是從NASA的卡西尼號(hào)飛船上拍攝的土星衛(wèi)星Titan的紅外圖像。測(cè)量結(jié)果表明，基于能量的可用性、星球表面情況和大氣特征等因素，Titan具有除地球以外的最高居住等級(jí)?！獡?jù)NASA/JPL/亞利桑那大學(xué)/愛(ài)達(dá)荷大學(xué)報(bào)道

ANN是一種試圖模擬人類大腦學(xué)習(xí)方式的系統(tǒng)。作為機(jī)器學(xué)習(xí)中最常用的工具之一，當(dāng)涉及到對(duì)大數(shù)據(jù)集進(jìn)行復(fù)雜的模式識(shí)別時(shí)，它的效果很好，而這一過(guò)程對(duì)于人類科學(xué)家來(lái)說(shuō)是既困難又費(fèi)時(shí)。因此，一個(gè)能夠?qū)Υ罅啃行堑目删幼⌒赃M(jìn)行預(yù)測(cè)的ANN可以節(jié)省科學(xué)家的時(shí)間，并幫助他們集中精力于最有前途的目標(biāo)之上。

科學(xué)家們對(duì)ANN模型輸入了來(lái)自五類星球的大氣觀測(cè)數(shù)據(jù)：光譜值，由于目前已知的生命只存在于地球上，所以使用的是“生命概率”作為測(cè)量準(zhǔn)則對(duì)它們進(jìn)行分類。這個(gè)準(zhǔn)則是基于這五類星球的大氣和軌道特性確定的。

Bishop已經(jīng)用了上百種不同的光譜分布圖對(duì)這個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了訓(xùn)練來(lái)確定其孕育生命的能力，每一個(gè)光譜圖對(duì)應(yīng)幾百個(gè)參數(shù)，這些參數(shù)都是用于衡量星球的可居住性。到目前為止，網(wǎng)絡(luò)在一個(gè)以往從未見(jiàn)過(guò)的測(cè)試光譜分布圖上表現(xiàn)良好。

ANN的輸入是來(lái)自測(cè)試行星的光譜值，輸出層是基于“生命概率”的分類結(jié)果，它是通過(guò)對(duì)輸入數(shù)據(jù)與五個(gè)太陽(yáng)系的星球的相似度進(jìn)行測(cè)量得到的。輸入數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)中一系列互連隱藏層進(jìn)行特征映射后，能夠“學(xué)習(xí)”與光譜線對(duì)應(yīng)的特定行星類型?！狟ishop/利茅斯大學(xué)

項(xiàng)目主管Angelo Cangelosi在聲明中說(shuō)：“鑒于迄今為止的結(jié)果，這種方法通過(guò)利用地球和近地天文臺(tái)對(duì)不同類型的外行星的分類結(jié)果，可能可以對(duì)不同類別的系外行星進(jìn)行十分高效的分類。

研究人員希望，當(dāng)NASA的詹姆斯韋伯太空望遠(yuǎn)鏡和歐洲航天局的Ariel太空任務(wù)開(kāi)始為潛在的宜居外行星提供更詳細(xì)的大氣觀測(cè)時(shí)，他們的技術(shù)可以大展拳腳。