人工智能在太空探索和人居工程中的演变

UW Alumni Designs Lab for Space Research

人工智能（AI）诞生于 20 世纪 50 年代，当时研究人员发现机器可以执行类似人类的任务，例如思考。后来，在 20 世纪 60 年代，美国国防部资助了人工智能，并建立了实验室进行进一步开发。研究人员发现人工智能在许多领域都有用武之地，例如太空探索和极端环境中的生存。

太空探索是对宇宙的研究，宇宙涵盖了地球以外的整个宇宙空间。太空被归类为极端环境，因为它的条件与地球不同。要在太空中生存，必须考虑许多因素，并采取预防措施。科学家和研究人员认为，探索太空并了解一切事物的现状有助于理解宇宙的运作方式、为潜在的环境危机做好准备以及培养适应性生存技能。

一般来说，探索太空是必要的，就像探索海洋、山脉、森林和沙漠一样重要。它帮助我们了解周围环境，找到更多资源来改善我们的日常生活。随着世界的不断发展，科学家和工程师操纵计算机，为我们谋福利，造福世界。

自 20 世纪 50 年代和 60 年代以来，许多伟大的思想家帮助开发了人工智能，它不仅可以帮助人类完成基本任务，还有助于分析问题并提出解决方案和机会，造福下一代。

很久以前，人类曾独自进行太空研究任务。然而，在太空等极端环境下进行探索任务时，人工智能成为了值得信赖的伙伴。人工智能超越了人类的能力，利用先进的计算和算法、机器学习和机器人技术帮助人们更深入地探索宇宙。

人工智能以极快的速度和准确性处理天文数据，超越了任何其他方法。它可以检测模式，发现隐藏的联系，揭示以前超出我们理解范围的宇宙事件。人工智能还为我们提供了研究和解释人类无法探测到的宇宙现象的新工具和方法。

众所周知，浩瀚无垠的太空对于人类来说，要进行精确的研究和探索是非常具有挑战性的。因此，自 20 世纪 50 年代末首次使用人工智能以来，智能机器人系统一直在协助太空任务，当时美国宇航局的航天器上有一种先进的算法来检测任何缺陷。

后来，在 1997 年，人工智能被用来寻找和收集火星表面的样本。2004 年，智能计算机被用来识别、收集和对样本进行实验。宇航员、工程师、设计师和许多其他专家一直在太空中测试人工智能，直到研究证明人工智能可以帮助控制航天器、收集和分析数据以及做出快速决策。

人工智能不仅有助于协助太空任务和研究，而且是许多与太空相关的领域的一项技术。科学家和研究人员在太空中花费数年时间研究宇宙，为了让他们在浩瀚的宇宙中生存，太空建筑师在人工智能的帮助下设计和创建了栖息地。

先进的算法和智能技术帮助太空建筑师设计并实现这些栖息地，因为在为太空等极端环境进行设计时，必须考虑许多能让人们长期生存的方面。这些栖息地是昂贵而精细的加压空间，可以模拟地球环境，因为太空环境不适合人类居住，所以研究人员没有它们就无法进行研究。

太空建筑是一个专门领域，专注于为人类设计和建造外太空的生活和工作空间。环境多种多样，从用于往返太空以支持执行任务的人类居住者的航天器，到宇航员长期生活和工作的大型建筑和栖息地——空间站。一个著名的例子是国际空间站 (ISS)，研究人员大部分时间都在这里完成他们的研究；它包括住宿、实验室和操作空间。

国际空间站最初设计为太空实验室，但随着时间的推移和技术的进步，它发展成为科学家和研究人员的家园，包括许多其他生存所必需的功能。除了功能之外，设计师还必须考虑人类的心理，通过增加窗户来观察室外环境，并增强他们在几天、几个月甚至几年的工作体验。

此外，太空栖息地也是在月球或火星等其他天体上提供生活环境的结构或模块。这些生活环境必须是保护人类免受恶劣太空条件影响的一种手段，同时提供必要的生命支持系统。其他类型的环境包括月球和行星基地，它们是人类在月球或火星上居住并进行实验和研究的永久性设施。

建筑师和设计师精心规划这些基地，尽可能地实现自给自足，考虑发电、水循环和食品生产等因素。最后，太空建筑师在地球上设计基于电子地球的设施来支持太空任务。这些设施包括控制中心、实验室、物流中心、用于训练宇航员的模拟设施以及用于航天器部件的测试设施。从本质上讲，太空建筑在人工智能和传统建筑元素的帮助下，为人类在独特而富有挑战性的外层空间条件下生活和工作创造了一个安全的环境。

研究表明，技术和人工智能正在塑造太空探索的未来。太空建筑师依靠生成式建筑快速创建太空人居环境的模型和模拟。这包括从优化布局和室内设计到识别和解决安全问题等所有工作。由于太空条件恶劣，太空建筑师专注于为进行太空旅行或出于研究目的居住在那里的人类创造能够适应这些环境的功能性设计。通过采用特定算法，人工智能可以为建筑师和工程师提供多种设计方案，最大限度地减少设计缺陷并增加在太空中生存的机会。

人工智能不仅有助于设计太空栖息地，还可以协助设计汽车和摩托车底盘等小型设备部件。从本质上讲，人工智能和生成式建筑可以更有效地分析数据、模拟设计和优化结果。然而，研究工程师 Ryan McClelland 强调，尽管人工智能快速、高效，对人类在太空中有很大帮助，但“算法确实需要人眼”。

这意味着，人工智能可以取代人类的分析，但无法取代人类的直觉，因为直觉总是比人类更了解情况。他们认为，这种结合可以创造大跨度结构和整个栖息地。人工智能和太空探索是正在进行的研究，直到今天都在经历反复试验，但它们无疑为太空建筑师带来了光明的未来。

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