与美国宇航局合作，布朗团队教计算机寻找新的火星陨石坑

罗维登斯，罗德岛[布朗大学]——数十亿年前，流动的河流和喷发的火山是重塑火星表面的主要过程。如今，这些过程已经停止，但这并不意味着火星表面停滞不前。小的流星体不断的撞击着这颗红色的星球，现在美国宇航局正在使用人工智能(AI)来定位那些新的陨石坑。

美国宇航局喷气推进实验室(JPL)开发了一种新的人工智能算法，通过火星勘测轨道飞行器(MRO)拍摄的图像来寻找表明撞击已经发生的小斑点和污点。今年8月，该系统首次确认捕获了一个名为Noctis Fossae地区的小火山口群，出现于2010年3月至2012年5月之间。

高级研究员Ingrid Daubar布朗也在喷气推进实验室工作,多年来一直研究火星上新鲜的影响。她和两名布朗大学的本科生安娜贝尔·高(Annabelle Gao)和丹尼尔·韦克斯勒(Daniel Wexler)正在与JPL的人工智能团队合作这个项目。多伯说，希望自动化可以加速发现火星上的新撞击，有很多理由对新的陨石坑感兴趣。

“它们为我们提供了一扇通向地下的窗户，”她说。“例如，一些新的撞击实际上暴露了地下水冰。”

发现新的陨石坑也能让科学家计算出目前火星上的撞击通量。科学家利用陨石坑的数量和大小来确定暴露在火星表面的年代，因此更好地了解目前的流量率可以更好地确定年代。流量率还有助于计算与未来勘探有关的危险。

在人工智能项目中，Daubar提供了研究人员已经知道的新陨石坑的图像，以便训练人工智能分类器寻找什么。经过训练后，喷气推进实验室的团队开始对MRO的环境摄像机拍摄的11.2万张照片进行分类，该摄像机以较低的分辨率捕捉了火星上大片的景观。分类器然后以不同程度的可信度返回一个潜在的可能陨石坑的列表，研究人员然后可以验证是否是陨石坑。

人工智能算法标记了一个小黑点(圈出)，认为可能是新的撞击。人类科学家能够证实这一点。来源:美国国家航空航天局/姓名/ mss

分类器标记的高度可靠点之一是Noctis Fossae的陨石坑群。但还有更多的陨石坑需要人类的验证，这也是高和韦克斯勒在过去几个月一直在做的事情，他们都在考虑在地球、环境和行星科学部集中研究。

维克斯勒说:“分类器提供了各种各样的东西，我们正试图通过所有这些东西来找出哪些是新的陨石坑。”

有时分类器会标记出根本不是陨石坑的东西，韦克斯勒说。有时它们是陨石坑，但它们是研究人员已经知道的。其他时候，可能没有足够的前后图像来确认这些陨石坑是新鲜的。

韦克斯勒说:“但其中很多确实是我们以前没有发现的新陨石坑。”“当你找到这样的东西时，总是令人兴奋的。”

为了完成这项工作，高和韦克斯勒需要成为环形山搜寻专家，他们与道巴尔合作完成了这项工作。

“我们正在寻找的是火山口周围的喷出物，”高说。“当一个撞击物进来时，它会从陨石坑中喷射出灰尘，这比表面的灰尘要暗一些。这就是我们要找的。”

从低分辨率的摄像机图像中并不总是清楚他们看到的是不是陨石坑。当他们不确定的时候，高和韦克斯勒可以提出要求，让另一台名为HiRISE的MRO相机拍摄该地点的图像，该相机的图像分辨率高得惊人。他们进入他们的请求通过门户称为HiWish,使研究者和公众都请求特定的图像斑点在火星上。

“他们让输入请求变得很容易，我认为每个人都能这么做真的很棒，”高说。“这是我为HiWish无耻的宣传。”

韦克斯勒和高现在有许多HiWish请求悬而未决，他们期待着这些请求是否会产生新的弹坑。

Daubar表示，她期待着深入研究这批人工智能发现的陨石坑的特征。 

她说:“我认为，人工智能算法是否能在不同地方或不同大小的陨石坑中找到陨石坑，或者是否有其他一些特征使得人类更难找到这些陨石坑，这将非常有趣。”“一旦我们有了完整的数据集，它会告诉我们一些关于火星的新信息吗?”这才是真正有趣的部分。”

高和韦克斯勒都表示，当他们来到布朗时，从来没有想到他们最终会在另一个世界寻找陨石坑，但他们都表示，他们很高兴有了这个机会。

“能参与其中真的很酷，”高说。