EELS: AI-enabled snake robots and the search for life on Enceladus
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来自美国宇航局喷气推进实验室的摩根·凯布尔和广野弘将加入行星广播，讨论“外星生物现存生命测量器”（EELS）机器人概念，这是一种蛇形人工智能驱动设备，旨在探索土卫二的喷口。这项技术可以帮助我们更多地了解土卫二地下海洋的宜居性。但首先，行星协会的公共教育专家凯特·豪尔斯将分享如何参与行星协会2024年度最佳奖项评选。敬请关注我们的首席科学家布鲁斯·贝茨，了解最新的天文信息和关于土卫二的新随机太空事实。更多信息请访问： https://www.planetary.org/planetary-radio/2024-eels 查看omnystudio.com/listener了解隐私信息。</context> <raw_text>0 人工智能驱动的蛇形机器人能否帮助我们调查土卫二上潜在的生命？本周的行星广播将对此进行深入探讨。我是行星协会的萨拉·阿尔-艾哈迈德，我们将继续探索太阳系及更广阔宇宙中的人类冒险之旅。土星的卫星土卫二是寻找地球以外生命的一个引人注目的目标。

它的地下海洋具备生命所需的一切条件和成分，但要确定这颗卫星上目前是否存在生命，需要一些独创性和超常规的思维。今天，来自美国宇航局喷气推进实验室的摩根·凯布尔和广野弘将加入我们，讨论“外星生物现存生命测量器”（EELS）项目。

EELS 是一种蛇形机器人，旨在穿越土卫二险峻的冰层地形和喷口，希望能进入并采样下面的海洋，从而获得答案。但首先，是时候庆祝今年太空探索的亮点时刻了。我们的公共教育专家凯特·豪尔斯将加入我们，指导大家投票选出行星协会2024年度最佳奖项。然后，我们的首席科学家布鲁斯·贝茨将与我一起讨论最新的天文信息和一个新的随机太空事实。

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每年十一月，行星协会都会通过我们的最佳奖项表彰过去一年太空探索中取得的所有令人惊叹的成就。来自世界各地的数千人投票选出年度最佳太空图像、任务和成就。欢迎所有人参与，今年的投票已经正式开始。以下是我们的公共教育专家凯特·豪尔斯，她将告诉您如何参与。

嗨，凯特。嗨，萨拉。感谢你加入我，并帮助组织今年的2024年度最佳奖项评选，因为这始终是我最喜欢的事情之一。这是一个回顾过去一年发生的事情的好方法。

哦，是的。这也是我最喜欢组织的事情之一，因为我可以浏览大量旧内容，查看我们的图像库，看看过去一年添加了什么内容，并再次想起探索的一年是多么充实。现在才十一月，我们只是回顾到一月份，已经发生了很多事情。所以，这确实是一个令人欣慰的提醒，提醒我们人类在宇宙中做了多少事情。是的。

那么，今年人们将投票选出哪些内容呢？我甚至无法想象如何将今年发生的一切浓缩成几个问题。我知道这很难。但一如既往，我们首先从最佳太空探索图像开始，因为每个热爱太空的人都热爱太空图像。这是欣赏太空探索最佳、最便捷的方式之一。所以我们有来自太阳系各地和地球的少量

来自太阳系各地和地球的精彩图片，包括国际空间站拍摄的一张照片，照片拍摄的是4月份日全食期间月球阴影在地球上的景象。我们有来自火星的照片，也有来自月球的照片。这真的是一个很棒的精彩作品集。

这些精彩的图像也反映了太空探索中非常酷的时刻。我们还列出了人们可以从中投票选出行星科学中的直接时刻。所以发射、发现、我们知识的进步，所以人们可以选择他们最喜欢的新的进步。我们还有天文摄影。今年，我们找到了经常在我们的在线会员社区中分享他们的天文摄影作品的会员。

人们拍摄的照片非常酷。所以我们有日食的照片，最近出现在天空的彗星的照片，以及今年由于太阳活动极大而非常壮观的极光照片。突出我们会员所做的事情总是很有趣的。

然后我们有最喜欢的任务，当然还有行星协会取得的最喜欢的成就，因为回顾这个组织过去一年所取得的成就总是很棒的。

在我浏览的过程中，这是一个非常酷的时刻，因为我提前测试了这个。所以我提前看到了这些问题，但在实际浏览并看到我们如何影响许多重大太空时刻的方式时，这已经持续了很多年了，我们一起倡导了一些事情，以帮助使这些任务成为可能。所以很难确定我想投票选出哪些事情。

是的，绝对的。我还进行了一系列测试投票，以确保页面正常工作。所以我选了大约10个最喜欢的，你知道的，但我认为如果我真正参与并做出我的真实选择，这将是一个挑战，因为今年的亮点实在太多了。那么，今年人们如何投票呢？

如果您访问planetary.org/best-of-2024，您将看到我们的投票页面，它对世界上的任何人开放。您可以将其发送给您的朋友和家人。任何喜欢太空的人都可以一直收集选票到十一月底。然后我们将在12月初公布结果。花点时间反思一下是件好事，老实说，我们做了一些很酷的事情。我们应该为自己感到骄傲。

是的，无论人们现在有什么感受，回顾过去并记住当我们一起工作时，人类取得了许多令人印象深刻和令人敬畏的成就，这都是很棒的。非常感谢你，凯特。我迫不及待地想看到结果。谢谢，萨拉。

太空界在过去一年取得了一些非常了不起的成就。对我来说，其中一个亮点是美国宇航局的木卫二号飞船任务的发射，这艘宇宙飞船现在正在前往探索木星的一颗卫星，这颗卫星拥有地下海洋，并且可能具备生命存在的条件。

但木卫二并不是我们太阳系中唯一可能宜居的世界。土星的卫星土卫二也是一个主要目标。与木卫二一样，土卫二也有一层厚厚的冰外壳，保护着一个地下液态水海洋。但在土卫二上，冰层中存在裂缝，允许来自海洋的水实际到达地表，并喷射到太空中。

美国宇航局的卡西尼号探测器在2000年代后期到2010年代中期之间多次飞越了从这颗卫星喷出的水柱。它揭示了这片地下海洋不仅拥有我们已知生命所需的所有成分，而且还有证据表明海底存在有机化合物和热液喷口。

虽然目前没有计划返回土卫二的美国宇航局任务，但返回这颗卫星的任务是最近行星科学十年调查报告中的优先事项之一。这份报告是由美国国家科学、工程和医学院每十年编制一次的。该报告涵盖了太空界面临的最关键的科学问题，以及我们可以构建以回答这些问题的任务的优先列表。但是，什么样的任务可以帮助我们解开土卫二的奥秘呢？

科学家和工程师已经在努力解决这个问题，我们可以使用的一种可能的技术是EELS，即“外星生物现存生命测量器”。“现存”的意思是“仍然存在”。本质上，这个机器人概念旨在帮助我们真正回答该海洋中目前是否存在生命的问题。EELS 是美国宇航局喷气推进实验室的一个团队设计和测试的项目。

它是一个蛇形、自行推进的自主机器人，它使用人工智能来学习和穿越其环境。我将在行星广播本期节目的网页上添加 EELS 的图像和视频，因为需要一些工作才能将其可视化。它看起来像一条长蛇或一条蠕虫，具有分段结构。每个部分都有驱动和推进机制，使其能够移动、抓握、探测，甚至在水中推进自身。

该机器人连接到一条系绳，用于供电和通信，但其大部分决策是自主的。地球与土星系统之间存在相当大的通信延迟。这个机器人不能在采取下一步行动之前等待我们的输入，因此它需要高度的自主性。EELS 使用机载人工智能在工作中学习，并探索可能非常危险的地方，否则这些地方将非常难以穿越。

这种类型的技术有很多应用，但 EELS 主要用于探索土卫二并下降到其冰层中的裂缝中，在那里它可以收集数据和样本进行研究。为了了解更多信息，我们邀请到了摩根·凯布尔博士和大野正弘博士。摩根·凯布尔是美国宇航局喷气推进实验室（JPL）实验室研究小组的研究科学家。她是 EELS 的科学负责人。

她的专业领域是有机物和生物标志物检测策略。她之前曾在卡西尼号探测器工作，但她也是木卫二号飞船和即将进行的泰坦蜻蜓号任务的成员。广野弘是一位机器人系统工程师，也是 JPL 机器人地面移动小组的组长。他的研究重点是为行星探测开发创新的机器人系统。他是 EELS 项目的首席研究员，并且在火星探测器方面拥有丰富的背景。

摩根和广野最近加入我在加利福尼亚州帕萨迪纳的行星协会总部。

感谢你们加入我在行星协会总部。我很高兴你们能来。感谢你们的邀请。我们很高兴来到这里。对于你们两人来说，这并不是你们第一次参加行星广播，尽管这是你们第一次和我一起参加，你们都与我的前任马特·卡普兰谈过话。第一次和你一起，第一次亲自见面。但这太令人兴奋了。是的。你上次参加节目时，实际上是在为我们为什么应该重返土卫二进行辩护。

你为什么对寻找生命如此充满热情？具体来说，为什么我们应该将土卫二作为我们的下一个主要目标？土卫二是一个如此迷人的世界。我不应该说那里没有其他迷人的世界。每一个我们……

去探索的太阳系中的地方都以其自身的方式独一无二且有趣。但对我来说，土卫二，它拥有如此神奇的魅力，因为它拥有令人难以置信的液态水海洋。它有着布满裂缝的崎岖表面。它是我们知道样本来自海洋并进入太空的地方，我们可以用今天的技术获取它。所以这就是我认为土卫二在我的探索清单中名列前茅的原因之一

从天体生物学的角度来看，这是我们第一次真正有机会检验这样一个问题：如果你有生命的成分，如果你有水、化学构成要素和能量，并且你把它们放在某个地方，混合在一起，然后等待，

生命会形成吗？这是一个我们可以去检验这个问题的地方。还有其他世界，例如木卫二、土卫六。还有很多其他的海洋世界。我们已经有一艘飞船正在前往木卫二。我们已经用卡西尼号探测器去过土卫六。现在我们要用蜻蜓号探测器去。所以土卫二应该成为我们清单上的下一个目标是有道理的。让我们出发吧。

我的意思是，把所有这些加在一起，我们可以更好地了解我们太阳系的宜居性，因为我期待木卫二号飞船已经很久了。土卫六蜻蜓号任务将彻底改变局面，但我们已经经历了土卫二喷出的羽流。我们已经看到了数据向我们展示了什么，并且有一些非常明确的迹象表明这是

这样一个绝佳的目标，适合进行这种科学研究。卡西尼号探测器为我们提供了土星、土星环及其卫星的许多令人难以置信的景象。我认为我们在卡西尼号探测器在土星系统中运行的13年中了解到的关于土卫二的信息是该任务取得的关键成就之一。但我们必须记住，卡西尼号探测器并非旨在寻找生命。

任务。它没有那些工具。它拥有旨在了解这些世界的化学性质和其他特性的工具。但当我们建造和发射卡西尼号探测器时，我们甚至不知道那里有液态水。这是我们能够通过这项令人难以置信的任务证实的事情之一。所以我认为任何未来的宇宙飞船，只要配备经过精心设计的有效载荷，专门用于寻找生命迹象，

真的会让我们对它可能做出的发现感到震惊。对。仅仅从工程师的角度来看，你知道，我不是科学家，甚至不是天文学家，但是，你知道，当我阅读卡尔·萨根的《宇宙》或《暗淡蓝点》时，他谈到在宇宙中某个地方发现生命，这对人类意味着什么？

这让我不寒而栗，你知道的。所以尽管我没有，你知道，关于什么是生命之类的深刻的科学论证，但仅仅是我们可以创造的技术可以促成这种文明规模的科学，这将永远被载入史册，仅此一项就让我非常兴奋。

但是，在这个问题上拥有一些真正熟练的工程师是如此宝贵，因为土卫二的地形很复杂。如果我们想找到生命，我们将不得不找到方法进入那些裂缝，并可能采集样本，检查那里的水。这是一个巨大的挑战。这是一个我们目前无法解决的不可能的挑战。

这根本不可能。我们到目前为止还无法做到。将来，没有人知道，对吧？在你做到之前，它似乎是不可能的。我的意思是，这就是太空探索的意义所在。没错。这就是如此令人兴奋的原因，能够与 JPL 的优秀工程师一起工作。生命不会……

仅仅存在于行星表面，在那里它会暴露在太空的极端条件、紫外线辐射等之下，它很可能存在于那些难以到达的地方，你知道，在岩石下面，在裂缝中，在这些地下液态水海洋中的一个地方。通过开发能够应对这些挑战的技术，它确实让我们能够进入以前遥不可及的地方。

而且，你知道，与摩根这样的科学家并肩工作真的很有趣，因为，你知道，这赋予了我们的工作意义，对吧？我们不是，你知道，为随机的事情制造随机技术。我们，你知道，这样做是为了一个伟大的理由。是的，我们都在想知道

一个团队。看到工程师们，像广野这样的人到来，这真是太好了，这不仅仅是关于设计一些东西，而是关于携手合作来弄清楚，好吧，我们实际上想回答哪些科学问题？然后创造性地思考解决这些挑战的方法，让机器人到达它需要去的地方，或者能够从非常具体的地方提取样本。

成为一个团队中的一员真是太有趣了，团队中的每个人都在为同一个目标而努力，并且真的希望一起实现“敢于做大事”的目标。这就是我们所做的。

然后在这种情况下，如果我们真的找到了这个问题的答案，我们应该明确一点，目前还没有计划去土卫二的任务。但如果我们想要这个任务存在，我们需要建立执行这项任务的技术。如果我们得到了这些答案，如果我们意识到在这个海洋卫星中存在生命，我们还不知道这一点，我们还不知道这一点，但是……

那将是多么令人惊叹。它将从根本上改变太空探索的一切，也改变我们看待自己在更广阔宇宙中的方式。你完全正确。我们称之为文明级别的科学，因为你只会在人类历史上第一次在除地球以外的其他地方发现生命。你只能做一次。我们现在拥有能够探测生活方式的技术。

另一个世界上的生命。我们只需要把它送到那里。我们必须去。在我们去之前，我们不会知道。因此，这是一个令人难以置信的机会，能够利用我们在过去几十年中取得的技术进步，并将它们应用于我们认为至少存在宜居条件的可能性非常高的世界。所以这些是我们需要去进行搜索的地方。

我们可以通过几种方法来应对像土卫二这样的挑战，这实际上让我想起了你上次参加节目时的情况，广野。那是在美国宇航局创新先进概念研讨会（NIAC）研讨会期间。听节目的朋友们知道，我喜欢参加这个会议，原因有几个。我很幸运在过去两年主持他们的网络直播，但更重要的是，因为

这些技术真的将使我们能够将太空探索提升到一个新的水平。并非所有这些都能实现，对吧？所以你已经领导了三个这样的项目。你当时谈论的是土卫二喷口探测器。对。如何

EELS 是如何产生的？它与你之前在这个项目上的工作有什么联系吗？让我解释一下 NIAC 项目是什么。我们广泛地研究了任务概念。

我相信，你知道，我们是第一个，尽管非常错误，认真研究了这种可能性，对吧，穿过土卫二喷发的喷口，将机器人送入海洋。现在，在 NIAC 项目中，我们正在研究任务概念，对吧？你知道，这是抽象的。任务如何可行？任务的整体情况如何？

但我们没有过多地接触技术。但 NIAC 的结果是，将机器人送下去很可能可行。但这是可能的，可能与我们现在可以做到是不同的。所以存在很大的技术差距。如何填补这一技术差距，这就是 EOS 的主题。所以

在老鹰身上，我们特别关注蛇形机器人。实际上，你知道，机器人不必是蛇形，可以是其他形式，但是

但由于一些原因，我们决定专注于蛇形机器人，并且我们开发了有一天能够使任务到达这些事件的技术。因此，对于那些不生活和呼吸的人来说，EELS 代表“外星生物现存生命测量器”。这看起来像一条蟒蛇大小的机器人。

但它是为了做好事，而不是为了，你知道，在亚马逊杀死和吃东西。EELS 旨在能够在冰冻世界的表面特征上导航，例如凹陷和裂缝，你知道，在障碍物周围和上方移动，穿过我们所说的松散介质。所以想想沙子，但它是用小冰粒而不是二氧化硅制成的。然后

进入一个喷口，冰壳中的一个裂缝，在那里东西以每秒两三百公斤的速度射向你的脸。你需要抵住冰井的墙壁并向下移动才能进入真正令人兴奋的环境，即液态水海洋。现在 EELS 最初的设计考虑的是土卫二，这就是它具有这种形状的原因。但我们所学到的

在我们开发这个项目时，有大量的不同应用和不同的世界，在那里这种架构或其他一些适应性强的架构能够进入各种地方。想想火星或月球上的熔岩管洞穴。想想即使在地球上进行雪崩或地震救援或侦察，能够将适应性强的机器人送到对人来说太危险的地方。可能性是无限的。

去谷歌搜索 EELS，E-E-L-S，JPL，你就可以看到很多电影。我将在行星广播本期节目的网页上链接这些电影和图像。因为这种事情，展示电影更快。

而不是说话。在你真正看到它之前，很难理解它可能是什么样子，因为所有这些不同的有趣的片段以及它们如何协同工作一定是其中最具挑战性的事情之一。这不仅仅是你必须担心的机器人手臂，这不像火星探测并不难。

但是试图让这个整个仿生机械装置一起工作，这肯定非常有益。是的。所以有很多原因导致它具有挑战性，对吧？但我认为最大的挑战是不确定性、未知数。你知道，我们已经向火星发射了大约10艘宇宙飞船。我们非常了解，至少在我们着陆和探索的区域。

在土卫二上，我们在土卫二上最好的分辨率是多少？大约6米左右？每像素6米，大约半辆校车。只有在非常有限的区域。我们不知道，例如，地表地形是什么，通风口的几何形状是什么。

我们仍然不知道喷射的强度是多少。所以，你知道，设计一些东西真的很难，对吧？因为我们不知道环境是什么样的。知道你无法完全预料到这种情况，你考虑了哪些情况？

我们有来自卡西尼号探测器的大量数据。我们已经利用这些数据，科学家们已经利用这些数据生成了他们认为土卫二冰壳中的裂缝是什么样子、尺寸是多少的模型。我们有几个不同的模型符合当前的数据。我们现在还无法决定它们之间哪个更好。其中一个模型说这是一个宽阔的裂缝。

大约5米宽，它直接从地表延伸到海洋。在这种情况下，这是一个非常简单的问题，对吧？你可以直接扔一个探测器下去，然后就完成了。问题是，另一方面，我们有模型说，不，相反，这些喷射，这些土卫二上的喷口更像是地球上的火山喷发，你可能会有冰转化为一个收缩点，其大小可能约为你的手张开手指的宽度。

大约那个大小。所以我们必须设计一个能够处理这两种极端情况或两者之间任何情况的机器人。让我概括一下。有两种类型的未知数，对吧？已知的未知数和未知的未知数。已知的未知数意味着你知道你不知道什么。例如，你不知道喷射的强度是多少。

你不知道事件的宽度是多少，但你知道你不知道什么。这不会说容易，但相对容易处理，因为你可以设计你的机器人使其在各种可能性范围内都具有鲁棒性。对于太空任务来说，真正困难的是未知的未知数，对吧？一些你不知道你不知道的东西。

举个例子，可能，你知道，我在 JPL 工作的大部分时间都在火星上度过，无论是研究还是飞行。好奇号任务发生的一个意外

在索尔400左右，是突然我们看到车轮上有很多穿孔，对吧？我知道如何，你知道，我们当时很恐慌。这完全是我们，你知道，没有预料到的。当你前往一个你不知道的行星环境时，这些未知的未知数确实存在，对吧？

并且需要明确的是，我们已经适应并克服了。好奇号探测器至今仍在火星上进行着令人难以置信的发现。但是，是的，广野完全正确。考虑一下这个选项空间可能是什么，让我们彻夜难眠的事情，并尽我们所能设计出一种如此适应性强、如此强大的东西，以至于它能够处理这些未知的未知数，即使你不知道它们是什么。然后我们现在正在谈论

你知道，下降到这个你从未去过的冰冻卫星的通风口，未知的未知数的程度是巨大的。所以我们必须期待一些，你知道，更壮观的未知的未知数，对吧？所以这些天我们一直在研究的最大主题，实际上这是 EOS 的一个主题，如何让你的机器人……

极其适应疯狂的未知数。我们将其标记为太空探索、机器人探索3.0，而不是，你知道，它只是一个很酷的标签。但在火星上，我们有幸在几十年内发射了大约10到15艘宇宙飞船。这很好。到达那里只需要大约6到7个月。所以我们可以做到。我们逐渐学习使其成为现实。

例如，到达那里可能需要10年时间。我们可以发射大约10艘宇宙飞船并学习吗？我很乐意。那将是很棒的。如果我们能等几个世纪就好了，对吧？不，不。更快。没错。所以我们必须想办法让机器人对未知环境具有极强的鲁棒性和适应性。

这是 EOS 正在关注的一个大主题。解决方案的一部分是，以及为什么蛇形问题也是如此，EOS 与 Walgars 的区别在于它具有

许多移动方式，对吧？War war 只能驾驶。Eagles 可以，你知道，爬行，你知道，像火车一样移动，还有许多其他方式。所以如果发生一些意外情况，我们可以改变模式并找到与环境互动的方式。

我认为这是 EELS 的一个重要点。好吧，我的意思是，我们在火星上意外损坏车轮的次数，甚至卡在某些情况下，不得不倒车。或者钻探失败。想象一下，如果我们可以用机遇号侧向滚动，而不是，你知道，它可能会改变很多事情。但这里有两件事正在发生。一个是实际的……

来自美国宇航局喷气推进实验室的摩根·凯布尔和广野裕加入行星广播，讨论了“外星生物学现存生命测量器”（EELS）机器人概念，这是一种蛇形人工智能驱动设备，旨在用于探索土卫二的喷口。这项技术可以帮助我们更多地了解土卫二地下海洋的宜居性。但首先，行星协会的公共教育专家凯特·豪尔斯将分享如何参与行星协会2024年度最佳奖项评选。敬请关注我们的首席科学家布鲁斯·贝茨，了解最新的天文信息以及关于土卫二的新随机太空事实。更多信息请访问： https://www.planetary.org/planetary-radio/2024-eels 查看omnystudio.com/listener了解隐私信息。</context> <raw_text>0 这个物体的物理设计，我们可以根据我们要去的每个星球进行调整。但还有第二部分，那就是这项技术背后的人工智能大脑，因为首先是到达那里，但与这样的东西进行通信的延时使得……它不像……

它可以待在裂缝里等待几个小时的命令，对吧？所以我们需要赋予它这种自主性，这使得它如此引人入胜。是的。你们在这里做了什么来使这个设备能够制定自己的计划？好吧，这是我最喜欢的主题。所以阻止我。我可能会一直说三个小时，但让我们开始吧。你知道，在过去的十年里，人工智能取得了许多显著的进步，对吧？这是一个充满希望、

炒作、奇怪的事情和只是谈话的混合体。但人工智能确实取得了惊人的进步，比如chatGPD或所有生成模型。所谓的，有人提出了悖论。那是什么？更多的是额外的，你必须谷歌一下。

对人类来说容易的事情往往对人工智能来说很难。对人类来说困难的事情往往对人工智能来说很容易。例如，如果你做金属质量乘以三个、两个、四位数，这对我们来说极其困难。但这对于计算机来说只是一行代码。下棋，那是

对我们来说非常困难，不是一件容易的事，但计算机在1997年就击败了人类，我相信。是的，我还记得我年轻的时候，深蓝和卡斯帕罗夫互相较量的那一刻。那是历史上的一个时刻。没错。并且当时有很大的炒作，嘿，计算机要接管了。但现实是，有趣的是，卡斯帕罗夫面前坐着一个人

他看着电脑屏幕并移动棋子，对吧？为什么？因为视觉识别棋盘、拿起棋子并移动它。这对于人工智能或计算机来说仍然是一项非常困难的任务，对吧？这就是我的意思。你知道，那些每个三岁孩子都能做到的事情对计算机、人工智能和机器人来说仍然很难。事实证明，正是这些人

与世界的物理互动，对人类来说很容易。你知道，作为一个日本人，我可以很容易地用筷子夹起豆腐，对吧？这对我们来说很容易。日本人的基本技能。结果对机器人来说却非常困难。而正是这些能力，对吧，我们需要让像鳗鱼一样的机器人在地球上或土卫二上工作。

在这方面，人工智能或自主性或任何你称之为的东西都远落后于人类。还有很多改进的空间。这就是我们正在努力的方向。短暂休息后，我们将继续进行我对广野裕和摩根·凯布尔的采访。

嗨，大家好。我是勒瓦尔·伯顿。通过我在《星际迷航》和《阅读彩虹》中的角色，我看到几代好奇心旺盛的人们受到书籍和电视上探索的奇异新世界的启发。我知道在年轻探险家的生活中培养这种好奇心是多么重要。这就是为什么我很高兴与你们分享我的行星协会朋友们的一个新项目。

它被称为行星学院，任何人都可以加入。行星学院由比尔·奈和行星协会的课程专家为5至9岁的儿童设计，是一个专为热爱太空的儿童和家庭提供的特殊会员订阅服务。会员会收到季度邮寄包裹，带他们进行学习冒险，探索我们太阳系及更远地方的许多世界。

每个包裹都包括图像和趣闻轶事、动手活动、实验和游戏以及特别的惊喜。对太空、科学和发现的终身热情始于我们年轻的时候。将宇宙的礼物送给您生命中的探险家。在这种情况下，我们可以尝试教导这些物体或机器之一进行这种导航，了解我们在地球上的知识，但是……

仅仅让它理解其局部环境并根据该环境做出决定更有价值。对。那么，有多少是基于你们在测试中的经验预先编程到其中的？有多少将只是在职学习？当我们特别谈论我们在EELS上所做的事情时，它主要是由人类工程师设计的。

我们还尝试了机器学习技术，例如使用强化学习，这只是说从经验中学习的一种复杂说法。

去发现新的门按钮。我们通过实验将大型语言模型连接到EOS，顺便说一句，这很酷。梅拉妮·沃里克：这真的很酷。加里·伊利斯：由我们一位名叫罗布·罗伊斯的工程师完成的。他很棒。大部分仍然——所以首先，我得继续说三个小时。

肯定有兴趣使用最新的机器学习方法。我认为短期内，合理的解决方案是将机器学习无模型黑盒方法（擅长看到人类的直觉适应环境）

与基于模型的经典方法相结合。为什么？因为我们可以理解并验证什么是安全的，你知道，它的性能如何。因此，像EELS或近期航天器这样的东西可能不会由，你知道，巨大的通用人工智能驱动，它将是经典控制、基于模型的规划和有趣的人工智能算法的混合体。

是的，我在火星上的“机智”号直升机的背景下考虑这个问题，对吧？哦，是的。那是一个场景，你知道，人类制定了大部分关于它将去哪里计划。但短期内，实际上在四处飞行，实际上在应对火星上发生的事情，我们赋予它自主行动的能力。这两件事共同作用才使得它非常成功。是的。

当然，从科学的角度来看，让科学参与循环（我们称之为）总是很有帮助的，尤其是在某些优先级和决策方面，例如，你想在哪里取样。但当然，我可以设想未来的任务概念可以降落在像土卫二这样的海洋世界。我们可以给它指令

哦，如果你看到，你知道，变色的冰可能表明盐或有机物的盐水沉积物，那将是我们想要采样的材料的一种类型。或者当你进入土卫二的喷口时，也许每10米采集一个样本，这样我们就可以进行横断面分析。我们可以肯定做一些事情。

先验地知道那是机器人想要做的事情。鉴于地球和土卫二之间单程光速时间在68到86分钟之间，具体取决于土星和地球的位置，更有效地利用机器人的时间是能够自主地进行许多这些事情。但当然，我们作为科学家和人类将希望成为故事的一部分和体验的一部分，因为

因此，让科学家在某个时刻参与其中肯定仍在计划中。从科学的角度来看，我对我们可以使用这些技术和这些新型机器人架构的不同方式感到非常兴奋。因此，我认为随着像鳗鱼这样的东西需要适应它们的环境，我们需要作为科学家适应使用这些新工具，并能够利用它们从我们发送到这些其他世界的每一个任务中获得最多的科学成果。

好吧，有很多事情是我们自己做不到的，对吧？有很多我们想去探索的美妙地方，即使我们亲自去那里，我们也无法进入那些裂缝，因为这对人类来说是不安全的。是的。所以这是一个复杂的情况。但我们需要收集两种数据。好吧，许多类型的数据。但这是系统导航所需的数据。

然后是我们将要收集的实际科学数据。为了让这样的设备能够理解如何导航其地形，我们需要在其上安装什么类型的基本传感器？好吧，广野裕肯定可以补充这一点，但许多这些传感器实际上也可以用于科学。因此，当像鳗鱼这样的机器人可视化它们的环境时，它们使用激光雷达，这基本上就像回声定位，但使用激光。所以这是一种方法，你可以将激光束反射到

你周围的结构上，并形成你环境的3D地图。所以我们使用它，我们也使用立体视觉。因此，如果你站在土卫二的表面，或者你是一条在土卫二表面蜿蜒爬行的蛇，你将获得该3D地图，能够利用它来解释你的环境。你也可以用它来了解地质或流变学。因此，土卫二表面的冰特性，这可以让你了解某些结构是如何形成的，或者它们是如何随着时间的推移而演变和变化的。

所以这些是一些主要的事情，但我们也讨论过整合其他传感器。例如，拥有热图，某种热成像仪将有助于识别热点。这些将是表面温度较高的区域。通常情况下，这表明来自下面的加热，潜在的羽流活动正在发生或靠近羽流活动。广野裕，你认为还有什么传感器……

传感器方面，我认为已经完成了。我只想补充一些工程方面的见解，尤其是在一些热回收的移动性方面。所以……

在火星探测车上，你需要做的最少的事情是地形的几何形状。你必须弄清楚岩石在哪里。当你四处走动时，你必须弄清楚墙壁在哪里。这就是几何形状。火星探测车使用摄像头，立体摄像头来做到这一点。每次它拍摄成对的图片，

并处理它们以重现3D几何形状。在地面机器人上，我们经常使用激光雷达，正如你所说，或者我们可以使用雷达。我们可以使用许多其他传感器。我认为还有一些信息可以帮助未来。

一个是语义理解，对吧？这意味着即使几何形状相同，例如，平坦的地面，在平坦坚硬的地板上行走，对吧？

在平坦的沙地上行走，沙地是非常不同的，对吧？你必须以非常不同的方式行走。如果你在帕萨迪纳冰翼的平坦冰面上行走，在那里，你知道，我们进行了第一次实验。我们做了，是的。它就在会展中心附近。在凌晨五点，是的。是的。

我们从晚上10点测试到凌晨5点。梅拉妮·沃里克：没错。没错。马克·曼德尔：哦，我的天哪。是的。汉努·拉朱：总之，你必须理解这种信息，而目前的火星探测车缺乏这种信息。

所以我之前所做的是训练机器学习，相对简单的机器卷积神经网络，来判断地形是岩石还是沙子还是……这肯定会有帮助，因为你永远不知道土卫二的表面是由蓬松的雪还是坚硬的冰构成的，如果是烧结的。我们不知道。

烧结意味着那些小BB，基本上，那些水滴在羽流中冻结的碎片，其中许多，大部分都落回土卫二的表面。它们不是蓬松的雪花。它们很可能是小冰BB。广野裕的意思是，有时如果它们足够热或在某些条件下，它们可以形成小颈部并连接起来。这叫做烧结。因此，土卫二的表面可能是焦糖布丁，

它可能一直很硬，也可能只是这种流化介质，其中这些颗粒实际上没有永久地相互连接。因此，我们必须考虑如何穿越其中任何一个。谢谢你，摩根。这就是坐在科学家旁边的益处。我尽力而为。那么，展望未来，我的意思是，从EOS的经验来看，我认为未来机器人需要下到通风口

是触觉感知。去年，我们将EGGS机器人带到了加拿大一个叫做阿萨巴斯卡冰川的冰川。那次很成功。我们让机器人下到几米深的天然裂缝中。我认为这是世界上第一次。它很成功。但这需要大量的团队合作

老实说，我不是其中一部分。我只是在说话。是，你知道，伟大的工程师们使这一切成为可能。武汉杜克、迈克·佩顿，你知道，我可能必须说出每个人的名字。但是，是的，所以我们使用了几个传感器，比如五到六个传感器来感知你在关节上接收到的力的大小。

但是与人类相比，你知道我们手掌上有多少传感器吗？一定有……你的手掌？这么多。我猜大概有几百万个。我要自己来了。不是几百万？有多少？我不知道。大约15000个左右。哦，哇。我学到了一些东西。是的。不错。但与仅仅几个相比，数量巨大的传感器在那里。

事实上，有一位或有一位完全失明的攀岩者攀登了酋长岩，对吧？只使用触觉。

我们经常忘记我们有多依赖脚部的触觉感知，对吧？事实上，如果你完全麻痹了你的脚，你就无法行走。所以我相信未来我们需要一个机器人，它拥有密集的触觉传感器阵列，该阵列使用神经网络处理信息以进行反馈。而我们还没有这项技术。

是的，你必须在机器人的顶部放某种像感知皮肤的东西。是的。但我认为基拉谈到了一点，这在我们测试和探索这些新技术时非常关键，那就是在现实环境中测试它们。对我们来说，那就是冰川环境。它与这些海洋世界并不完全类似，但它非常接近。

因此，我们有幸在2023年9月在加拿大贾斯珀或贾斯珀国家公园的阿萨巴斯卡冰川进行了一次实地考察。这是一次令人难以置信的旅行，我们通过能够测试

EELS机器人的原型以及单独的部件学到了很多东西。所以我们有一个团队正在测试不同的螺丝尺寸和成分，它们是如何与冰相互作用的，因为你在这些冰川的田野中发现的冰，有时它有，你知道，不同的污染物，它有不同的结构，因为它随着时间的推移暴露在阳光下。所以我们

这些是我们无法在实验室中重现的东西。因此，进行这些现实操作并观察机器人实际行为的测试活动非常非常重要。我看到了一些这东西的视频。这是一个如此重要的时刻。试图上下攀爬如此垂直光滑的表面对于人类来说是一项巨大的任务，更不用说对于非人类生物，这个机器人了。是的。

它究竟是如何设计的才能让它粘在冰上，而不是直接滑到这个东西里？原理很简单。你知道，孩子们经常通过两堵墙之间上下攀爬，对吧，通过互相推压墙壁。基本上就是这样。你互相推压墙壁以产生足够的摩擦力来支撑自己。

说起来容易，做起来难。你需要的是所谓的力反馈控制。你必须通过感知反作用力来感知你对冰施加了多少力。你必须控制它。控制它也不容易，因为它不是直接控制。你必须在关节上施加扭矩。

这转化为手上的力，对吧？抱歉，专业术语，这是一个高度非线性问题，存在巨大的不确定性。此外，这辆车四处移动，对吧？因此，墙壁的几何形状不断变化，这意味着你必须主动适应，改变关节扭矩

因为你不能用力过猛，也不能朝错误的方向用力。你必须继续推，对吧？同样，这是一个对人类来说很容易，对机器人来说不容易的例子，对吧？EELS也有这种能力，所以你可以想象中的蛇的每个模块都是一个圆柱体。它看起来有点像一个两升的苏打水瓶，两端都被切掉了。

那种尺寸的圆柱体。这些模块中的每一个都有这些倾斜的翅片。它看起来有点像一个倒置的螺丝，不，它应该是一个螺丝刀片。并且这些是加热的，可以加热。所以这是一种我们可以获得购买力

在相当光滑的墙壁上。当你稍微加热它们时，它会融化一些冰。在地球上，它会融化它。在像土卫二这样的地方，它可能会使水冰升华，然后它会给你一个凹槽，你现在可以用它来支撑自己上下，这取决于羽流力是否将你向上推或重力是否将你向下拉。加热可能不是必需的。

这是我们从实地考察中了解到的一件事，是的。所以在我们阿萨巴斯卡下降的特定情况下，我们使用了一个机器人，一个机器人的临时版本，它没有足够的扭矩让螺旋桨进入冰中。所以在测试前的几个月，在工程迭代过程中，我们发现，好吧，让我们添加加热器来补偿扭矩的不足。

现在，我们可以移除它，我们可以，你知道，提供更强的扭矩，但这也会消耗能量。所以这是一个权衡，对吧？你是否选择使用更强大的执行器来机械地进入冰中或融化。是的，你知道，还有很多有趣的权衡和挑战是我们还没有解决的。

我认为这也是尽早进行这些开发的重要原因之一。最近的行星科学和天体生物学十年期调查报告建议，土卫二任务应该在天王星轨道器和探测器之后进行。但重要的是，这份大型报告的其中一章包括技术发展的建议。我认为这突出了……

储能等方面的进步如何真正帮助我们在科学方面取得飞跃，因为它使我们能够做一些你可能不会考虑的简单事情，扭矩的重要性，拥有足够能量来加热以能够抓住某物的重要性，诸如此类的事情。因此，通过同时开发所有这些技术，它确实为我们提供了机会

在未来的道路上说，好吧，我们不仅测试了概念，而且如果我们能够将这些其他协同技术结合起来，现在我们可以做得更多。我们可以真正探索这个环境，就像它应得的那样。

是的，我们对许多这些世界都处于困境之中。我的意思是，我们只去过天王星和海王星一次。你知道，如果我们想回到这些地方，如果我们意识到，比如说，海卫一上有一些非常酷的地形，我们真的想去看看，那真是太可惜了。肯定有。肯定有。这些地方，如果我们不仅可以

将某些东西送入轨道，如果我们可以或飞越它们，而且还可以选择拥有这个多方面的工具，我们可以为每个世界进行迭代，并利用现有技术能够将它们放置在我们前进的各个位置。这可能非常强大。然后添加……

拥有人工智能不仅能够照顾好自己，至少在我们不注意的时候，而且还能帮助我们从我们收集的数据中找出最重要的东西的好处。因为再次，从那么远的地方发送数据也是一个巨大的挑战。这是真的。是的。我们正在发现的世界是如此多样化和迷人。每次我们向某个新的地方发射航天器时，我们都会学到比我们想象的还要多的东西。所以想想如果我们为每个这样的

木星、土星、天王星、海王星及更远地方周围的世界都进行了专门的任务。还有小行星带，你知道，谷神星，有很多令人兴奋的世界需要探索，我认为每个世界都值得拥有自己的任务。我希望我们现在就能把它们都送出去。

对。我可以说一些个人感受吗？是的。你提到了1989年旅行者号与海王星的相遇。那实际上是让我进入太空的事件。那年夏天我六岁。

我的父亲是一个太空迷，所以他观看了旅行者号的一切。他非常兴奋。所以我坐在他旁边在日本东京看电视。我非常着迷。

你知道，美丽的蓝色星球，火山，海卫一上的火山群，海王星上巨大的风暴。这太迷人了。所以我想，你知道，长大后我想建造像旅行者号一样的宇宙飞船。我了解到旅行者号是由一个叫做JPL的地方建造的，当时我从未听说过这个地方。所以，好吧，你知道，将来，哦，我希望我能在那里。

不知何故，大约20多年后，这种情况发生了。我在这里。谁知道呢？总有一天，也许你们两位共同开发的这项技术可以飞向这些世界，向下一代展示一些激励他们打破这些界限的东西。我肯定想在我有生之年回到海王星。

那也将会很棒。老实说，那是我最喜欢的星球。而我在EELS项目中发现的最酷的事情之一是，蛇已经以某种方式长出了腿，我们开发的一些技术，特别是自主技术以及工程方面的一些其他技术，我们已经看到这些技术被整合到我们正在喷气推进实验室进行的其他任务概念开发和其他工程和机器人项目中。

所以我认为记住这一点很重要，你所从事的一切，那个具体化，你创造的那个时刻可能本身并不是。

有一天探索土卫二的事件，但它的一部分将继续存在并出现，并能够帮助我们以我们现在无法预测的方式回答一些这些酷炫的问题。我认为这也很酷。但我确实希望在我有生之年看到一个类似EELS的机器人出现在另一个世界。我认为这将是令人难以置信的。

而且，你知道，老实说，你永远不知道有多快或多远，对吧？在我的童年时代，当你看书的时候，对吧，你知道，到2020年，人类将走在火星上，你知道，生活在太空中，不幸的是，这并没有发生。但我有时会这样想。有时很容易预测未来会发生什么，但很难预测何时发生。

所以我想，你知道，我们将在月球上建造一座城市。人类将登上火星。这是一部分。我相信这会发生。我认为对冰冷卫星地下海洋的任务将会发生。为什么？因为我们想要回答这个根本性的问题，对吧？这可能是人类最古老的问题之一。我不知道的是它会发生得多快。

对吧？如果美国宇航局明天给我们50亿美元，那么我们可能可以在三年内做到。但是，你知道，当然这并没有发生。这可能是，你知道，几十年，几个世纪。但是，你知道，无论需要多长时间，它都会发生。我相信，你知道，我认为公平地说，我们……

朝着那个方向在技术上取得了巨大的飞跃。所以我不知道实际进入海洋的宇宙飞船是否会完全像鹰一样。可能不会。但是，你知道，我们的贡献将会在那里。

美国宇航局的任务一直以来都是由科学驱动的。我认为我们之所以在喷气推进实验室工作的原因之一就是因为科学是驱动力。是问题。我们如何回答这些问题？所以只要有美国宇航局，只要我们仍然受到这些问题的指引，

科学和仰望夜空并感到好奇，只要这仍然是我们的指导思想，我们黑暗中的烛光，我认为，是的，我们将把宇宙飞船送往这些海洋世界，探索它们的水下深处，并有希望能够回答这个问题。一次只敢做一些伟大的事情。没错。或者一次蜿蜒爬行一次。一次蜿蜒爬行一次。是的。

好吧，非常感谢你们加入我，并从事这项技术工作，无论我们是否有一天能在土卫二上看到它，或者也许有一天在月球上建造城市时侦察地点，对吧？看到这项技术得到应用，并看到它带来的所有衍生产品将会非常棒。所以我非常感谢你们两位从事这项工作，也感谢你们今天来到这里与我讨论这个问题。是的，谢谢你们的邀请。非常感谢。这是一次非常愉快的经历。现在是时候与我们的首席科学家布鲁斯·贝茨博士一起了解最新的天文信息了。嘿，布鲁斯。嘿，莎拉。

我喜欢人们试图想出创新的方法来探索这些地方。因为我不仅想知道那里发生了什么，而且说实话，即使我们把人类直接送上土卫二的表面，谁愿意自愿作为贡品去那个裂缝里？

来自美国宇航局喷气推进实验室的摩根·凯布尔和广野弘将加入行星广播，讨论“外星生物学现存生命测量器”（EELS）机器人概念，这是一种蛇形人工智能设备，旨在用于探索土卫二的喷口。这项技术可以帮助我们更多地了解土卫二地下海洋的宜居性。但首先，行星协会的公共教育专家凯特·豪尔斯将分享你如何参与行星协会2024年度最佳奖项评选。敬请关注我们的首席科学家布鲁斯·贝茨，了解“有什么新鲜事”以及关于土卫二的新随机太空事实。更多信息请访问：https://www.planetary.org/planetary-radio/2024-eels  查看omnystudio.com/listener以获取隐私信息。</context> <raw_text>0 哇，就连你都这么说？好吧，那看来就没有人了。是的，不，就连我也不会到那里去探险，但我确实非常害怕被困在洞穴里。哇，我们又了解了你引人入胜的心理方面的一件事。我知道，对吧？完全可以去火星，却受不了洞穴。

但是是的，这是这项技术的一个潜在用途，而且是一个很好的用途。如果我们要进行这种科学研究，我们需要找到一种方法进入土卫二的裂缝中。但是，在我们的太阳系中，有很多地方我们目前都无法探索，即使我们派人去那里也是如此。那么，你认为我们可以用这项潜在技术瞄准哪些好地方呢？是的。

哦，有很多地方都非常棒，也很难到达，也很难获得批准。但是，你知道，有些事情已经获得批准并成功了，而我以前根本不相信会发生。所以我并不是对此做出判断的最佳人选。但如果你拥有这些超级酷炫的东西，并且你拥有一条超级酷炫的蛇鳗，蛇鳗，

那么，你知道，还有更多的洞穴、裂缝。月球和火星都有洞穴、熔岩管，可以探索，进入地表以下会非常棒。你还有所有这些冰冷的世界，你会喜欢潜入欧罗巴和土卫二以及许多其他地方。我的意思是，你可以对柯伊伯带天体变得疯狂，

那是，

你也可以随时去金星寻找奇怪的东西。我的意思是，它就像地球。如果你想在地球表面用机器人进行探索，那么有很多山脉会非常具有挑战性。火星，所有类地行星都有等效物，所有冰冷的天体几乎都有一些等效物，可能类似于试图探索带有裂缝的冰川。裂缝？裂缝？是的。

总之，这些东西。所以你可以用它做各种事情。另外，你可以在火星上进行比赛。所以，是的，让我们来做吧。我的意思是，说真的，有很多地方我们无法。

像我们一样多地访问，并在所有这些世界周围放置轨道器。这太具有挑战性了。如果我们只是飞过海王星，然后将其中一个鳗鱼机器人扔到海卫一上，那将是多么酷的事情。你总是面临的挑战，现实的挑战是你往往不会从真正困难、危险的地方开始，因为你面临着更高的风险

我的意思是，去任何这些天体的表面都是很危险的。所以当你前往火星时，你会去较低的地方，这样你就有足够的时间着陆。当你第一次着陆时，你会去那些没有到处都是岩石的地方。你会得到更先进的探测器和着陆系统。它们可以做更多的事情。但是你带着人类去月球，你会降落在你认为安全的很平坦的地方。所以……

这就是现实。但另一方面，嘿，我们有一个四旋翼无人机要飞往土卫六。我们还有喷气推进实验室为火星开发的疯狂着陆系统，包括安全气囊和空中起重机。所以我有什么资格说他们不能做这些事情呢？他们变得疯狂并想出办法。这很酷。

是的，我们将从地球上的裂缝开始。我们将移至月球，就好像那不是超级复杂一样。然后希望有一天能到达土卫二。然后有一天到达系外行星。那是遥远的未来，但多么酷啊。遥远的未来。乐队名称。乐队名称。好吧，我们本周的随机太空事实是什么？嗯。

我不确定你讨论了关于土卫二的内容，但它在你的采访中，但它是一件有趣的事情。为了安全起见，我会给你提供一些事实。首先，它拥有太阳系中最明亮的表面。

我们不知道原因，直到他们发现了这些羽流，喷出的冰，但它会重新露出漂亮、明亮、雪白的冰。这就是原因。另一件事是，土卫二总是让我觉得很奇怪，它让我觉得地下海洋如此奇怪，因为它太小了。

它并没有比你需要制造一个圆形物体大多少。它的直径，更不用说它的体积或表面积了，比欧罗巴小约六倍。事实上，它大致可以横跨宾夕法尼亚州的东西方向。或者如果你想从宾夕法尼亚州的费城到波士顿，大约就是这么远的距离。所以对于卫星来说，它是一个小小的家伙。

然而，它却拥有这个令人惊叹、有趣的表面。这就是为什么我们应该从探索宾夕法尼亚州的鳗鱼开始。能够站在土星的一颗卫星表面，并能够真正看到土卫二在天空中看起来多么反光，这将是很酷的。因为你可以说它是反射率最高的表面。但是除非我有一些视觉表示，否则我很难理解这意味着什么。是的。是的。

这可能帮不上忙，但总的来说，它的邦德反照率约为80%以上。所以它反射了80%以上的入射光谱，整个光谱。相比之下，地球有云层等，大约是30%左右，35%。我们认为月亮非常明亮，因为它与周围的黑色相比非常明亮，但它很公平。

它的反射率以百分之几来衡量。平均而言，它非常非常暗。所以如果你把，哦，这是一件好事，把土卫二放在月亮的位置，那家伙会很明亮，尽管它小得多。所以想想看。也许是未来的随机太空事实。我们只需要确保第一个去土卫二的人戴上偏光眼镜。

不错。他的眼镜很酷。是的，它们很酷。好了，各位。走出去，仰望夜空，并且没有明显的原因，想想树木年轮。它们有点酷。谢谢。晚安。树木年代学。我们已经到达了本周行星广播的结尾，但我们下周将带着更多太空科学和探索内容回归。

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