去年，“好奇”号火星车以前所未有的独立性研究火星表面，节省了人类的时间和精力。这种部分自主的探索也帮助人们避开了在太空中进行远距离工作的限制。

这种新的能力是由一种名为“收集更多科学的自主探索”（Autonomous Exploration for Gathering Increased Science，简称AEGIS）的软件提供动力的。它允许漫游者控制自己对ChemCam的使用，ChemCam是一种通过激光撞击岩石并研究产生的气体来了解岩石化学成分的仪器。在2016年5月和2017年4月新软件的部署期间，火星车在移动到一个新位置后做了52次。

再加上美国宇航局科学家控制的观测结果，这一自动化有助于将激光发射的平均次数从每天256次增加到每天327次。更多的激光发射意味着收集到更多的数据，这意味着美国宇航局更好地了解火星是什么样子，更重要的是，它曾经是什么样子。

任何时候好奇号进入火星的一个新区域，即使它离最后一个位置只有几英尺远，宙斯盾都可以使用火星车的相机自动扫描环境。在那里，它确定并排列了用ChemCam研究的最佳基岩斑块。然后宙斯盾触发激光并执行这些测量。美国宇航局去年夏天宣布了这一计划，今天发表在《科学机器人学》杂志上的一篇论文详细介绍了这一计划的进展情况。

Samples of AEGIS target selection in various scenes. Green areas represent targets that were identified as top priority, orange shows secondary targets, red were retained as possible targets, and blue shows rejected targets. Photo: Francis et al., Sci. Robot. 2, eaan4582 (2017)

是的，当科学家们在地球上睡觉的时候，他们在火星上的机器人正在为他们做一些工作。这也有助于减轻巨大的负担。据研究报告的主要作者雷蒙德·弗朗西斯（Raymond Francis）说，“好奇”号的ChemCam激光器自2012年8月登陆这颗红色星球以来，已经向大约1500个目标发射了44万多次。在宙斯盾之前，几乎所有这些目标都必须被选回地球。

这是一个特别费劲的过程，因为科学小组正在研究一个总在1.5亿英里外的机器人。有时一个信号到达或离开火星可能需要20分钟。地球的不断自转也意味着火星并不总是在视野中。

宙斯盾使美国宇航局能够以一种全新的方式解决这个问题。这个程序最初是为火星机遇号火星探测器编写和使用的，但两年前被改编为好奇号。2015年末，组成宙斯盾的21000行代码被添加到构成好奇号漫游者飞行软件的近400万行代码中，经过数月的测试，科学家于去年5月开始使用。

当好奇号的操作员向探测器发送一天的驾驶命令时，他们现在在这些计划中加入了宙斯盾目标会话，超过一半的时间。弗朗西斯在接受《边缘》杂志采访时说，宙斯盾在那些驾驶的日子里特别有用，因为它可以在新的“工作空间”里扫描和研究最好的目标。当这种情况发生时，科学团队在他们醒来和漫游者交谈的时候有了新的数据可以查看。

弗朗西斯说：“每次开车后，你都有这么多的科学时间，通常你还有几个小时的（火星）日光，但地球还没有看到火星车所在的这个新地方。”地球上的人没有能力决定目标。这个决定必须在火星上做出，现在我们可以在火星上做出。所以这就利用了那些时间，否则你就无法进行这些测量。”

在宙斯盾之前，路虎运营商只有几个选择，可以最大限度地利用驾驶日的科学时间。他们可以在早上用ChemCam做更多的科学研究，但这意味着要在一天的晚些时候开车，这通常意味着要用更多的火星车能量来保暖。另一种选择是所谓的“盲瞄”，科学小组会告诉探测器以特定的角度发射激光，而不需要目视确认那里有什么。这种盲目的射击只会击中科学小组寻找的目标的24%的时间-总比没有好，但不是很好。

相比之下，宙斯盾已经被证明是93%的准确率在寻找岩石类型的科学小组正在寻找。该软件的构建方式也使得科学团队可以为宙斯盾装备不同的“目标轮廓”，这将使好奇号在机器人驶入新的、未经探索的火星领土时能够寻找不同种类的岩石。

宙斯盾也在帮助地球上的人类操作员，通过使用算法来优化他们对较小特征的定位，比如岩石的窄脉。不过，到目前为止，它的主要用途是让好奇号自己进行科学探索。它做得足够好，它正在塑造未来的使命。据弗朗西斯说，宙斯盾已经被设计成好奇号的继任者火星2020探测器。

“2020年是一个非常雄心勃勃的任务，有一个很长的行程表，它将要去的地方，它将要覆盖的距离，以及要采集的样本。因此，我们预计，更快的船上工作和更自主的科学可能将成为我们如何做到这一点的一个重要部分，”他说。

弗朗西斯认为，这只是让机器人做更多工作的开始，特别是在火星之外。”他说：“如果你正飞过一颗小行星或彗星，或者你在土星附近，而土卫二有一股水柱从海底涌出，地球可能不知道那东西到底会在哪里。”航天器必须能够自行对此作出反应。”

他还表示，像宙斯盾这样的自主软件将有助于执行前往金星等极端敌对世界的任务。”唯一到达那里的登陆器寿命只有几分钟，几十分钟，所以你没有太多的时间和地球一起循环，”他说。宙斯盾可以解决这个问题。他认为，装备宙斯盾的登陆器可以迅速探测出最重要的目标，对其进行研究，并在航天器被地球的巨大热量摧毁之前将科学数据带回地球。

不过，弗朗西斯说，尽管人们很容易想象美国宇航局（NASA）向太阳系派出机器人舰队，这些机器人都有能力进行自己的科学研究，但宙斯盾不会很快取代人类科学家。它是科学团队的工具，而不是他们的替代品。

他说：“我们当然没有取代科学家的长期目标，因为这是一项科学和探索任务，没有科学团队，它不会走得很远。”宙斯盾正在利用这段原本无法利用的时间。”