理大AI技术 助嫦娥避坑降月背 电脑自动分辨40万撞击坑 找?陆点(组图)

发布 : 2019-1-15  来源 : 明报新闻网


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理大土地测量及地理资讯学系副教授吴波（左起）、理大工业中心副总监谭惠民、副校长（科研发展）卫炳江、工业及系统工程学系副系主任容启亮率领团队参与嫦娥四号任务。图中机械臂般的「相机指向系统」，安装在嫦娥四号?陆器的顶端，底部有类似枕头的装置，?陆时协助减少冲力。（赖俊杰??o?J??



理大开发的「相机指向系统」（红框），安装在嫦娥四号顶端，可垂直移动120度，左右旋转350度，协助相机拍摄月球影像。（资料图片）



月球背面因承受不少陨石撞击，有较多撞击坑（图）。理大团队透过「机器学习」等人工智能技术，以电脑自动识别出40多万个撞击坑，再分析?陆区内岩石的体积，以防石块卡进车轮。图中最大坑洞为月球南极艾特肯盆地内的「冯卡门撞击坑」。（理大提供）


【明报专讯】「嫦娥四号」探测器本月4日在月球背面登陆，本港理工大学亦有参与是项壮举。因月背有逾40万个撞击坑，地势险要大大提升探测器?陆难度，理大通过「机器学习」等技术，以电脑自动分析月球背面撞击坑和岩石等地理特徵，找出可行?陆点，协助「嫦娥四号」探测器登陆。理大亦设计和开发了「相机指向系统」（另见稿），协助探测器的相机多角度拍摄月球影像。

明报记者 刘家豪

理大团队获中国空间技术研究院资助，2016年3月起从近千张卫星图片等不同资料蒐集月球影像数据，再研究两个候选?陆区的地形和地貌特徵，包括「嫦娥四号」探测器登陆的南极艾特肯盆地内的冯卡门撞击坑。

两个候选?陆区分别约有1500平方公里，约为香港陆地总面积1.4倍，率领研究团队的理大土地测量及地理资讯学系副教授吴波表示，这次在月球背面?陆较2013年嫦娥三号在正面?陆难，「嫦娥三号?陆的是一片月海，相对来说地形非常平，不会有高山，也不会有那么多撞击坑，但是月球背面帮助我们（地球）抵挡陨石撞击，所以有非常多、密密麻麻的撞击坑」。

了解?陆区逾2万块岩石分布

团队分析地形时有三大困难：一、地形起伏大，高度差异可达16公里；二、太阳或信号被?陆点附近的山遮盖；三、撞击坑数量较嫦娥三号?陆点多5至10倍。团队其后通过机器学习等人工智能技术，在几天之内以电脑自动分析出超过40多万个直径15米以上撞击坑。吴波估计，若以人手找出撞击坑，要花10个多月，「嫦娥3号时，我大概请10多个学士学生，用软件在图像上一个一个（坑）勾出来，但嫦娥三号（面对）的撞击坑相对比较少，大概只有不到4.8万个，10几个学生花了差不多一个月勾出。但是现在有40多万个，人手没办法（短时间）做到」。

团队亦计算了?陆点斜坡坡度，分析地形对太阳日照和中继卫星（地球与月球之间的通讯卫星）的遮挡，以免太阳能板失去日照充电，亦确保探测器能接收指挥信号；同时亦要了解?陆区内逾2万块岩石分布数据，最后选出相对平坦地点助探测器成功?陆。