去年，“好奇”號火星車以前所未有的獨立性研究火星錶面，節省了人類的時間和精力。這種部分自主的探索也幫助人們避開了在太空中進行遠距離工作的限制。

這種新的能力是由一種名為“收集更多科學的自主探索”（Autonomous Exploration for Gathering Increased Science，簡稱AEGIS）的軟體提供動力的。它允許漫遊者控制自己對ChemCam的使用，ChemCam是一種透過鐳射撞擊岩石並研究產生的氣體來瞭解岩石化學成分的儀器。在2016年5月和2017年4月新軟體的部署期間，火星車在移動到一個新位置後做了52次。

再加上美國宇航局科學家控制的觀測結果，這一自動化有助於將鐳射發射的平均次數從每天256次增加到每天327次。更多的鐳射發射意味著收集到更多的資料，這意味著美國宇航局更好地瞭解火星是什麼樣子，更重要的是，它曾經是什麼樣子。

任何時候好奇號進入火星的一個新區域，即使它離最後一個位置只有幾英尺遠，宙斯盾都可以使用火星車的相機自動掃描環境。在那裡，它確定併排列了用ChemCam研究的最佳基岩斑塊。然後宙斯盾觸發鐳射並執行這些測量。美國宇航局去年夏天宣佈了這一計劃，今天發表在《科學機器人學》雜誌上的一篇論文詳細介紹了這一計劃的進展情況。

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，當科學家們在地球上睡覺的時候，他們在火星上的機器人正在為他們做一些工作。這也有助於減輕巨大的負擔。據研究報告的主要作者雷蒙德·弗朗西斯（Raymond Francis）說，“好奇”號的ChemCam鐳射器自2012年8月登陸這顆紅色星球以來，已經向大約1500個目標發射了44萬多次。在宙斯盾之前，幾乎所有這些目標都必須被選回地球。

這是一個特別費勁的過程，因為科學小組正在研究一個總在1.5億英裡外的機器人。有時一個訊號到達或離開火星可能需要20分鐘。地球的不斷自轉也意味著火星並不總是在視野中。

宙斯盾使美國宇航局能夠以一種全新的方式解決這個問題。這個程式最初是為火星機遇號火星探測器編寫和使用的，但兩年前被改編為好奇號。2015年末，組成宙斯盾的21000行程式碼被新增到構成好奇號漫遊者飛行軟體的近400萬行程式碼中，經過數月的測試，科學家於去年5月開始使用。

當好奇號的操作員向探測器傳送一天的駕駛命令時，他們現在在這些計劃中加入了宙斯盾目標會話，超過一半的時間。弗朗西斯在接受《邊緣》雜誌採訪時說，宙斯盾在那些駕駛的日子裡特別有用，因為它可以在新的“工作空間”裡掃描和研究最好的目標。當這種情況發生時，科學團隊在他們醒來和漫遊者交談的時候有了新的資料可以檢視。

弗朗西斯說：“每次開車後，你都有這麼多的科學時間，通常你還有幾個小時的（火星）日光，但地球還沒有看到火星車所在的這個新地方。”地球上的人沒有能力決定目標。這個決定必須在火星上做出，現在我們可以在火星上做出。所以這就利用了那些時間，否則你就無法進行這些測量。”

在宙斯盾之前，路虎運營商只有幾個選擇，可以最大限度地利用駕駛日的科學時間。他們可以在早上用ChemCam做更多的科學研究，但這意味著要在一天的晚些時候開車，這通常意味著要用更多的火星車能量來保暖。另一種選擇是所謂的“盲瞄”，科學小組會告訴探測器以特定的角度發射鐳射，而不需要目視確認那裡有什麼。這種盲目的射擊只會擊中科學小組尋找的目標的24%的時間-總比沒有好，但不是很好。

相比之下，宙斯盾已經被證明是93%的準確率在尋找岩石型別的科學小組正在尋找。該軟體的構建方式也使得科學團隊可以為宙斯盾裝備不同的“目標輪廓”，這將使好奇號在機器人駛入新的、未經探索的火星領土時能夠尋找不同種類的岩石。

宙斯盾也在幫助地球上的人類操作員，透過使用演算法來最佳化他們對較小特徵的定位，比如岩石的窄脈。不過，到目前為止，它的主要用途是讓好奇號自己進行科學探索。它做得足夠好，它正在塑造未來的使命。據弗朗西斯說，宙斯盾已經被設計成好奇號的繼任者火星2020探測器。

“2020年是一個非常雄心勃勃的任務，有一個很長的行程表，它將要去的地方，它將要覆蓋的距離，以及要採集的樣本。因此，我們預計，更快的船上工作和更自主的科學可能將成為我們如何做到這一點的一個重要部分，”他說。

弗朗西斯認為，這隻是讓機器人做更多工作的開始，特別是在火星之外。”他說：“如果你正飛過一顆小行星或彗星，或者你在土星附近，而土衛二有一股水柱從海底湧出，地球可能不知道那東西到底會在哪裡。”航天器必須能夠自行對此作出反應。”

他還表示，像宙斯盾這樣的自主軟體將有助於執行前往金星等極端敵對世界的任務。”唯一到達那裡的登陸器壽命只有幾分鐘，幾十分鐘，所以你沒有太多的時間和地球一起迴圈，”他說。宙斯盾可以解決這個問題。他認為，裝備宙斯盾的登陸器可以迅速探測出最重要的目標，對其進行研究，併在航天器被地球的巨大熱量摧毀之前將科學資料帶回地球。

不過，弗朗西斯說，儘管人們很容易想象美國宇航局（NASA）向太陽系派出機器人艦隊，這些機器人都有能力進行自己的科學研究，但宙斯盾不會很快取代人類科學家。它是科學團隊的工具，而不是他們的替代品。

他說：“我們當然沒有取代科學家的長期目標，因為這是一項科學和探索任務，沒有科學團隊，它不會走得很遠。”宙斯盾正在利用這段原本無法利用的時間。”