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理大AI技術 助嫦娥避坑降月背 電腦自動分辨40萬撞擊坑 找着陸點

【明報專訊】「嫦娥四號」探測器本月4日在月球背面登陸,本港理工大學亦有參與是項壯舉。因月背有逾40萬個撞擊坑,地勢險要大大提升探測器着陸難度,理大通過「機器學習」等技術,以電腦自動分析月球背面撞擊坑和岩石等地理特徵,找出可行着陸點,協助「嫦娥四號」探測器登陸。理大亦設計和開發了「相機指向系統」(另見稿),協助探測器的相機多角度拍攝月球影像。

明報記者 劉家豪

理大團隊獲中國空間技術研究院資助,2016年3月起從近千張衛星圖片等不同資料蒐集月球影像數據,再研究兩個候選着陸區的地形和地貌特徵,包括「嫦娥四號」探測器登陸的南極艾特肯盆地內的馮卡門撞擊坑。

兩個候選着陸區分別約有1500平方公里,約為香港陸地總面積1.4倍,率領研究團隊的理大土地測量及地理資訊學系副教授吳波表示,這次在月球背面着陸較2013年嫦娥三號在正面着陸難,「嫦娥三號着陸的是一片月海,相對來說地形非常平,不會有高山,也不會有那麼多撞擊坑,但是月球背面幫助我們(地球)抵擋隕石撞擊,所以有非常多、密密麻麻的撞擊坑」。

了解着陸區逾2萬塊岩石分佈

團隊分析地形時有三大困難﹕一、地形起伏大,高度差異可達16公里;二、太陽或信號被着陸點附近的山遮蓋;三、撞擊坑數量較嫦娥三號着陸點多5至10倍。團隊其後通過機器學習等人工智能技術,在幾天之內以電腦自動分析出超過40多萬個直徑15米以上撞擊坑。吳波估計,若以人手找出撞擊坑,要花10個多月,「嫦娥3號時,我大概請10多個學士學生,用軟件在圖像上一個一個(坑)勾出來,但嫦娥三號(面對)的撞擊坑相對比較少,大概只有不到4.8萬個,10幾個學生花了差不多一個月勾出。但是現在有40多萬個,人手沒辦法(短時間)做到」。

團隊亦計算了着陸點斜坡坡度,分析地形對太陽日照和中繼衛星(地球與月球之間的通訊衛星)的遮擋,以免太陽能板失去日照充電,亦確保探測器能接收指揮信號;同時亦要了解着陸區內逾2萬塊岩石分佈數據,最後選出相對平坦地點助探測器成功着陸。

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