新技術使用AI來定位和計算月球上的隕石坑

【博科園-科學科普（關注「博科園」看更多）】由T斯卡伯勒大學的研究人員開發的一項新技術是利用自動駕駛汽車背後的相同技術來測量月球上火山口撞擊的大小和位置。行星科學中心（CPS）的博士後研究員Mohamad Ali-Dib說：「在計算月球上的隕石坑時，這是一種非常古老的方法。基本上需要手動查看圖像，找到並計算隕石坑的數量，然後根據圖像大小計算它們的大小。在這裡開發了一種來自人工智慧的技術，可以使整個過程自動化，從而節省大量時間和精力。過去研究人員嘗試開發演算法來識別和計算月球隕石坑，但是當它們用於新的，以前看不見的隕石坑時，它們往往表現不佳。相比之下，Ali-Dib和他的同事開發的技術可以很好地推廣到看不見的月球，甚至像水星等其他隕石體。

T斯卡伯勒大學U研發的基於人工智慧的新技術可以算出月球上的隕石坑。圖片版權：美國宇航局的戈達德太空飛行中心

Ali-Dib說：這是我們第一次有一種演算法，可以很好地檢測隕石坑，不僅是月球的一部分，還有水星的地區，」他與Ari Silburt，Chenchong Charles Zhu和一個團隊一起開發了這項技術。 CPS和加拿大理論天體物理研究所（CITA）的研究人員。為了確定其準確性，研究人員首先在覆蓋三分之二的月球的大型數據集上訓練神經網路，然後在餘下的三分之一的月球上測試他們的訓練網路。它工作得非常好，因此它能夠識別兩倍於傳統手動計數的隕石坑。事實上，它能夠在月球上識別出約6000個以前不明的隕石坑。該技術本身依賴於卷積神經網路，這是一類機器學習演算法，已成功用於計算機視覺，為動力機器人甚至自動駕駛汽車提供動力。演算法使用的數據取自從軌道衛星收集的高程地圖。

雖然沒有研究人員有過火山口計數的經驗，但他們能夠開發這項技術，這是由T斯卡伯勒大學的副教授Kristen Menou和幾位作者在機器學習和深度學習可以幫助解決特定的科學問題。成千上萬的不明身份的小隕石坑正在月球上，人類通過眼睛有效地表徵它們是不現實的，」T大學天文學和天體物理學系的前研究生Silburt說。機器真的有可能幫助識別這些小隕石坑，並揭示未被發現的關於太陽系形成的線索。了解隕石坑在月球上的大小和位置非常重要，因為它為我們的太陽系歷史提供了一個窗口。Ali-Dib指出，通過研究各種形狀，大小和年齡的撞擊坑，研究人員可以更好地了解太陽系早期發生的物質分布和物理現象。

由於月球缺乏大氣，板塊構造和水，所以幾乎沒有侵蝕，因此一些影響隕石坑的時間可以達到40億年。大隕石坑的年齡也可以通過計算裡面有多少個小隕石坑來確定。為了使這種技術起作用，你需要一個像月亮或水星那樣的無氣體，身體里幾乎沒有侵蝕發生」，Ali-Dib補充道。至於接下來的步驟，Ali-Dib表示計劃將進一步改進演算法，使研究人員能夠找到更多的隕石坑，並在其他太陽系體上測試它，如火星，Ceres和木星和土星的冰冷衛星。該研究目前正在伊卡洛斯期刊中進行審查，該研究得到了加拿大自然科學和工程研究理事會（NSERC）的資助。

知識：科學無國界，博科園-科學科普

參考：Icarus

內容：經「博科園」判定符合今主流科學

來自：美國宇航局的戈達德太空飛行中心

編譯：中子星

審校：博科園

解答：本文知識疑問可於評論區留言

傳播：博科園

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