2019年09月03日 | 宇宙大脑走出动画：现代CIMON是如何发展的？

很多时候，科技的进步源自人类对未来的想象，也正是这些想象指引着人类一步步向前发展，所以有时候会发现小时候出现在动画片或是科幻片中的剧情竟然在长大后的某一天变成了现实。

如无人驾驶、全息投影、虚拟现实等一开始都是幻想出来的场景，现在却正离我们越来越近，不仅如此，有一个以前只存在于父辈童年记忆中的超级英雄其实已经变成了现实。

“太空突击队就要出发了，飞驰在闪烁的星际，太空突击队就要出发了，航行在那无边的太空。“

这是根据美国科幻小说家艾德蒙·汉弥顿小说改编的日本动画片《太空突击队》台译版片头曲，1978年11月7日至1979年12月18日在日本电视台NHK首播，于九十年代引进中国大陆，是一代人对宇宙概念的启蒙之作。

而在太空突击队中，有一位特殊的成员，它叫做田教授，曾是主人公铁船长父母的工作伙伴兼好友，同时也是太阳系顶尖的科学家，后来被改造成活脑，对从小失去双亲的铁船长而言，田教授既是共同战斗的伙伴也是亲人。

然而这个七零后心中最强宇宙大脑竟然在四十年后走出动画片，真的出现在了宇宙中，现在的它有一个新名字，叫做CIMON。

源于对未来的思考

1961年4月12日，随着苏联“东方1号”发射升空，在飞船上的尤里·加加林成为了进入太空的第一人，从此人类开启载人航天时代。

但随着对太空探索的加深，如今的宇航员已经不仅局限于完成“宇宙旅行”那么简单，更多的时候是在宇宙中进行长时间的工作和生活。

久而久之，远离地球的宇航员们最难以抵抗的莫过于独自面对宇宙时的孤独感，1985年，前苏联宇航员瓦休京在进入太空执行任务时因持续焦虑失眠，导致难以在空间站继续生活，不得不中断工作提前返航。

因此排解孤独压抑变得刻不容缓，2016年英国宇航员蒂姆·皮克曾以独特的方式在国际空间站中报名并参加了伦敦马拉松，而以前不断在科幻电影中出现的智能机器人助手也被当作解决这一问题的方法拿出来思考。

所以德国航天局（DLR）决定发明一个既能帮助宇航员完成重要科学实验还能在宇航员孤独时陪伴聊天调节气氛的智能机器人。

最开始DLR找到的是欧洲飞机制造商——空中客车公司，可空中客车公司在构建过程中发现需要一个能快速安全完成任务的人工智能系统。

就在这时，空中客车公司的一位工程师向IBM Watson技术专家Matthias Biniok询问IBM的技术能否为国际空间站提供一个具有语音理解、面部识别和导航能力的虚拟助手，马上得到了Biniok肯定答复。

于是2016年8月，一个由空中客车、DLR、IBM和慕尼黑路德维希马克西米利安大学医院（LMU）组成的50余名专家团队成立，开始共同研发一个基于人工智能的任务和飞行辅助系统。

就这样来自不同领域的专家们各自发挥着自己的专长，主体硬件系统由空中客车研发，IBM Watson AI技术团队提供语音控制的人工智能，而协助人类系统方面则由LMU科学家们开发和监督。

此外值得一提的是，刚开始CIMON还没有名字，因其初始形态是一个圆形的塑料球，所以团队内部便先给它起了一个简单粗暴的名字——“太空球”，后来经过多次讨论，才一致决定以Crew Interactive Mobile Companion（宇航员交互式动移动伙伴）的简称CIMON称呼。

经过两年的时间，2018年3月9日CIMON顺利通过了波尔多举行的第31次DLR抛物线飞行测试，至此终于迎来了即将面世的那一刻。

6月29日，在SpaceX为美国航空航天局执行的向国际空间站运送补给的第15次任务中，CIMON和其他物资一起乘坐猎鹰9号火箭发射升空，在国际空间站接受宇航员亚历山大·格斯特的检验。

稻盛和夫曾说过：“永远不要让现在的思维限制对未来的思考。“正是源于过去不断对未来的思考，CIMON才会变成现实，然而对CIMON来说，工作生涯才刚刚开始，作为全球首个成功上天的太空机器人，不禁让人好奇升天之后的CIMON表现如何。

貌不出众，内心却是个“宝宝”

不同于波士顿动力为代表研究动物肢体运动的机器人，也和索菲亚等从外表到神态尽可能类人的机器人相距甚远，CIMON既没有灵活的四肢也没有精致的五官，从外表上看它只是一个体重约为5公斤重篮球大小的圆形3D打印机器人。

CIMON唯一能和人面对面沟通的只有一个8英寸显示屏，但在看不见的地方，内置12个风扇不但使其能在微重力条件下保持平衡，还能以每秒1米的速度移动并向各个方向旋转。

它有两个进行面部识别的摄像头，另外五个摄像头用于定位和录制，此外还有一个用于方向识别的麦克风和一个用于语音识别的定向麦克风和扬声器，这些装备让CIMON有了灵敏的“五官”，可以与宇航员进行更好地互动沟通。

俗话说得好，“好看的皮囊千篇一律，有趣的灵魂万里挑一”，作为世界上第一个自主飞行的人工智能宇航员助手，外型好看与否是其次，最重要的还是CIMON的工作能力。

去年12月初，欧洲航天局（ESA）分享了一段欧洲航天局宇航员亚历山大·格斯特于11月15日首次在国际空间站上与CIMON进行互动的视频，这也是目前为止能唯一看到在太空中测试CIMON工作的资料。

视频中，格斯特唤醒了CIMON并向其询问了一些基本问题，CIMON不仅回答了它的名字以及来自哪里，还根据格斯特的指示进行旋转和介绍太空知识。

马上格斯特向CIMON提出帮他设计一个结晶实验，等待片刻后，CIMON利用屏幕和语音向格斯特说明了实验步骤。

下一步格斯特向CIMON下达播放他最喜欢的歌曲指令，随即传出了Kraftwerk的“Man-Machine”，享受音乐过后，格斯特要求CIMON停止音乐并开启前置摄像头，有趣的是CIMON虽然开启了摄像头但依然和格斯特谈论着音乐。

格斯特马上也发现了这个问题，打断CIMON并要求关闭音乐模式，此时可以发现原来和格斯特视线保持平行的CIMON开始下沉。

CIMON就像一个在分享过程中被打断的孩子一样，一边不开心低下头，一边嘴里还说着“请对我好一点”“你不喜欢和我在一起吗？”“不要对我凶“之类的话，而视频的最后以CIMON说听到了他肚子在叫提醒到了吃饭时间结束。

视频只有短短7分钟，不过在CIMON和格斯特互动的过程中，可以看出CIMON做到了识别、为宇航员提供知识讲解和娱乐功能等作为宇宙AI助理的基本工作，而且更引人注目的是CIMON所表现出来的个性。

和其他语音助手相比，CIMON的性格更加鲜明，这一点使CIMON在对话中更像一个人而不是一个机器，而赋予CIMON孩子般性格的正是那个有着百年传承、坐拥无数专利的蓝色巨人IBM。

IBM赋予人性

其实从决定接受空中客车邀请时，IBM Watson专家Biniok就开始着手建立一个原型，神奇的是他只花了一周的时间就创建了第一个版本，俗话都说“万事开头难”，而让Biniok毫不费力就开了一个好头的是他背后依靠的来自IBM的Watson AI技术。

一直以来有数千名IBM工程师都在致力于开发Watson的即插即用属性，所以Biniok只要在Watson技术库中选择所需要的数字助理、语音转文本、文本转语音和视觉识别技术即可。

而以上技术只能在识别方面提供支持，可作为一个陪伴型AI机器人，除了识别功能还需要有一个像人一样可以思考判断的大脑。

起初研发小组的成员们为CIMON设计了各种各样的对话反应程序，从友好型到直截了当型应有尽有，所以CIMON可能会说出“你好吗？“或是”我厌倦你了”抑或是当被询问年龄时假装生气的语气，但这些回答难免过于形式化，运用不得当反而在不同情境中会发生令对话尴尬的情况。

于是IBM找来了担任AI顾问的心理学专家索菲·里克特，索菲意识到CIMON需要一个鲜明的个性，一个符合它作为助手和同伴的性格，例如在工作中是一个认真且乐于助人的伙伴，而在休息时就是一个友好的交谈对象。

参考迈尔斯·布里格斯性格分类法后，索菲发现代表内向、敏感、思考和判断的ISTJ性格模型非常适合CIMON所要面对的情况，索菲希望CIMON能够感知细节，经过理性思考做出面向目标的判断，考虑到CIMON还有调节气氛的一面，在ISTJ基础上又增加了幽默感。

性格特点确定之后，接下来，CIMON必须学习如何在国际空间站嘈杂环境中捕捉人类语言的声音和宇航员使用的专业词汇，此外，Cimon还必须学会理解根据意图采取行动。

所以IBM的程序员费希尔向CIMON输入了一组带有情感的短语、单词和完整句子数据集，把每一个快乐、悲伤、兴奋、恐惧、孤独的例子一遍又一遍向CIMON展示，直到它能够利用一组数据来“猜测”说话者的情感，一旦确定了意义和意图，它就可以做出适当的回应。

此外，Watson AI还用亚历山大·格斯特的语音样本和照片对CIMON进行了培训，通过这种方式训练识别是否是格斯特 ，如今CIMON已经可以准确地识别出“太空监护人”亚历山大·格斯特。

IBM Watson AI为CIMON提供文字、语音和图像处理能力，而个性设计师索菲和语言训练师费希尔让CIMON拥有了幽默的个性，例如当宇航员要求CIMON打开辅助舱门时，CIMON会模仿电影《2001：太空漫游》中HAL的经典台词，改变语调并开玩笑地回答说，“抱歉，我打不开。”

虽然不知道这段台词是否是故意设定的，但无独有偶，网友们曾发现《2001：太空漫游》中出现的拥有人性情感的超级电脑HAL-9000名字中每一个字母正好对应的是IBM的上一个字母，以至于作者在下一部《2010:太空漫游》中特别借HAL设计者钱德拉之口澄清巧合。

CIMON身上那些如彩蛋一般的电影台词和独特个性，这些都是IBM用技术赋予CIMON的“人性”，让CIMON一步步成为宇航员真正的“同事” 。

CIMON的一小步，迈向未来的一大步

记得当人类第一次登上月球时，宇航员阿姆斯特朗激动地说：“这是我一个人的一小步，但却是人类的一大步。”CIMON作为机器人第一次登上太空，所以CIMON在太空上的一小步，也是人类向未来迈进的一大步。

虽然CIMON在第一次登入太空中只发挥了选定范围内的能力，但所展现出的人与机器、宇航员与智能辅助系统之间的互动，让人们开始相信科幻电影的剧情并不全是幻想。

IBM工程师Matthias Biniok曾说过：“现在我们的主要任务是为宇航员提供日常工作以节省时间，因为时间是国际空间站上最有价值和最昂贵的事情”，所以CIMON在为宇航员提供辅助工作同时也在创造更大的价值。

而且正所谓“人无完人“，一位宇航员升空之前不可能掌握所有技能，空间站有限的环境内更加不可能为宇航员配备如医生这样的专业技术人员，CIMON内置援助系统则可以在必要的时刻提供专业的医疗帮助。

与此同时，经受住宇宙这样一个特殊环境考验后，CIMON也可以在其他场景发挥热量，空中客车CIMON项目经理Till Eisenberg曾表达出设计CIMON的更深一层愿景：“通过CIMON，我们希望在极端条件下为社会救助系统奠定基础。“

CIMON的出现又一次拉近了人们和未来的距离，相信不久之后，还会涌现出更多从电影中走出来的黑科技来帮助我们解决工作中的问题，丰富我们的生活。