人类史上首个 AI 宇航员交互式移动伴侣首次亮相中国，IBM 人工智能技术赋能

在世界人工智能大会的创新应用展上，IBM 展示了其在人工智能领域的新尝试，人类历史上首位宇航员交互式移动伙伴—Project CIMON（Crew Interactive Mobile Companion, 简称 CIMON），是被 DLR 授予的科学项目，由 Airbus 与 IBM 开发。同时，这也是 Project CIMON 首次在中国亮相。8 月 29 日下午，IBM 商业心理学家、人工智能顾问 Sophie Richter-Mendau 接受了 InfoQ 等媒体的采访，Sophie 详细介绍了 Project CIMON 的功能及背后的技术力量支撑。

IBM 人工智能技术赋能

据介绍，Project CIMON 由 IBM 与德国宇航中心、空中客车公司合作开发，研发周期为 2 年。如今，Project CIMON 已在离地表 400,000 多米的太空飞行超过 400 天。它采用 3D 打印技术，由塑料盒金属制成，重约十一磅，直径 32 厘米，如同一个篮球大小，其角色原型来源于《太空突击队》中的“活脑”—赛门·莱特教授。

Project CIMON 的诞生旨在帮助宇航员更好的完成太空任务，帮助其提高实验效率、节约时间。它能在失重的空间里飞行，可以随时与宇航员进行友好的沟通交流或接收工作指令，并提供所需的各种帮助。Project CIMON 是第一款可以在太空自主自由飞行的机器人，也是第一个在太空中与人互动的人工智能设备。

目前，Project CIMON 已经在国际空间站服役了一年多，它自 2018 年 6 月发射进入太空，并在同年 12 月进行了第一次太空互动。

IBM 人工智能技术为 Project CIMON 提供技术支持。合作团队研发了 AI 组件，并将其整合到 Project CIMON 中，让它做到与宇航员交互。为了让 Project CIMON 模仿人类的行为，运用到了好几种 Watson 服务，为其提供文字、语音和图像处理、检索特定信息和特定发现的能力。如，为让 Project CIMON 听宇航员的话，用到了 Watson speech to text；为了让它判断宇航员的意图并想出答案，用到了 Watson Assisitant，这相当于 Project CIMON 的“大脑”；为做到传输答案，用到了 Watson text to speech；其中还用到了语音和面部识别技术，能够让 Project CIMON 准确识别宇航员。

Project CIMON 能够在零重力的太空环境下工作，它搭载了超声波传感器并集成了 14 个风扇，经过特别的训练后，它适应了嘈杂、拥挤的太空环境，并能做到对舱内环境了如指掌，可以实时探测障碍物，在舱内“飞行”自如。

关于 Project CIMON 的外型设计，Sophie 向 InfoQ 表示，之所以设计成球形，主要是与其使用环境—空间站的需求有关，太空中没有重力，所有东西都是漂浮的，因此不能有任何尖锐或者有棱角的东西存在，以防在飞行过程中意外撞到一些设备，保证宇航员的安全。Sophie 表示，将来可以考虑给 Project CIMON 配备类似激光笔设备（来指物），或者给空间站装备扩音或者音响等类似设备，让它可以在任何角落都能与宇航员对话时，而不必飞到宇航员面前。

得力的工作助手和暖心的生活伙伴

Project CIMON 是宇航员得力的工作助手，它有不同的工作模式，其中一种是和宇航员对话的模式，当你叫出它名字的时候才会工作，类似 Siri；另一种是，Project CIMON 不对话，只是听宇航员讲。

Project CIMON 能够快速学习国际空间站哥伦布实验舱中的实验步骤，对 100 多个不同的实验步骤熟练掌握，能够帮助宇航员完成各种复杂的医学实验，并将结果传输回地面。经过训练，Project CIMON 能准确识别宇航员的专业术语，理解宇航员的真正意思。在未来，Project CIMON 还会帮助宇航员做一些设备维护的工作，比如修理损坏的航天器系统或者进行医疗救治。

Sophie 表示，在考核 Project CIMON 的工作能力方面，主要有两个考核指标，一是考核已启动、已完成或已关闭的任务数量作为硬指标；二是将用户/宇航员的满意度作为软性指标。

Project CIMON 是一位全能型 AI 机器人，它兼具听、说、看、思考、漂浮、飞行等各种功能，不但有超高的 IQ，EQ 能力也非常高，是一位友好型机器人。为了能让 Project CIMON 胜任太空的工作，IBM 团队做了很多定制化的设计，并花了不少心思设计 Project CIMON 的性格。作为 Project CIMON 性格的主要设计负责人，Sophie 介绍，Project CIMON 内向、敏锐、兼具理性和智慧。团队设计挑选设计的 ISTJ（即内向、感知、思考、判断）类型性格，之所以做这样的性格设定主要是考虑到与其要执行的任务相匹配，Project CIMON 的角色除了“陪伴”和“娱乐”之外，更重要的，它还是一位专家，帮助宇航员更好的工作。

Project CIMON 善于感知细节和情绪，通过不断地情商训练，它能够准确识别“不快乐”或“兴奋”等语音中的情感线索，并基于这种感受，给宇航员“爱的回应与关心”，如果宇航员跟它说，“我想家了……”，它会回应道，“听你这么说我也很难过，我怎么做才能让你感觉好一点呢？”

如果宇航员在热情、积极性高涨地做实验，Project CIMON 会用比较高的音调说话，表示它也愿意跟你一起干下去，此外，它也能点头和摇头，强化它表述的内容。它还是一位具有幽默感的“boy"，Sophie 让 Project CIMON 学会了一些科幻电影中的经典台词，会在对话中时不时地“冒”出来，给宇航员带来快乐源泉。

在太空工作的宇航员常常会面临孤独、紧张焦虑、抑郁等问题的困扰，Project CIMON 的出现将让这一情况有所改观，它致力于成为宇航员暖心的生活伙伴。

虽有挑战，但会持续开发和探索

在开发 Project CIMON 的过程中面临着一些挑战，一方面，在实现其在空间站的自主飞行上，在地球上做符合太空需求的测试很不容易，需要在地球上模拟太空环境。此外，用户群体小，数据量不够也是一大难点，AI 需要“喂”给大量数据来训练，但没有足够数量的宇航员来进行用户接受度方面的测试。针对数据难题，Sophie 团队目前已经想到了一些解决方案，除了从真实实验中获取数据外，也可从地面实验室采集模拟数据进行分析。

此外，在太空中，宇航员跟 Project CIMON 对话时会存在 2 秒钟的延时，因为所有的 AI 服务并非是在 Project CIMON 这个设备上运行的，宇航员每次给 Project CIMON 发出指令时，会经历这样一个传输过程：卫星— 地面卫星接收站 — IBM 云数据中心（进行指令处理）—— 太空。在这个过程中，由于信号传输、指令处理等会带来一些时延。Sophie 表示，在本地运行的东西越多，速度就越快，时延就能越短。为了将时延进一步缩短，IBM 将会组建更专业的团队提升边缘计算能力。

当前版本的 Project CIMON 还不能够做到主动开启谈话，但 Sophie 认为这是团队未来努力的方向。接下来，IBM 团队还将对 Project CIMON 进行持续开发，用于新的应用场景，比如目标检测。Sophie 表示，未来更大的愿景是希望让 Project CIMON 参与外太空探索任务，比如说探月，火星探测等。

“今年是阿波罗登月 50 周年，我们认为做这样一个项目很有意义。这也是 IBM AI 支持登月项目后在探索太空领域的另一个尝试“。