网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

NASA携手IBM,发布全新月球AI基础大模型

0
分享至

NASA正把人工智能引入月球科学研究,帮助科学家彻底改变分析月球表面数据的方式。在与IBM Research及多所高校持续合作的基础上,NASA正式推出了“NASA-IBM月球基础模型”(NASA-IBM Lunar Foundation Model),这是全球首批专为月球科学打造的开源AI模型之一。


图源: Hugging Face

该模型主要基于NASA“月球勘测轨道飞行器”(Lunar Reconnaissance Orbiter,简称LRO)的数据训练而成,目前已在Hugging Face平台公开托管,供全球用户免费使用;完整代码库也已在GitHub上线,方便研究者测试与二次开发。



一幅由NASA月球勘测轨道飞行器窄角相机于2012年6月至2016年4月期间拍摄的10幅图像拼接图,展示了火山地貌吕姆克山及其周围的月海平原。图源:NASA/戈达德太空飞行中心/亚利桑那州立大学

借助这一模型,研究人员可以像使用制图工具一样,快速分析海量数据,从而更好地理解月球地貌,评估月球崎岖的地表环境,认知其地质演化历史,并为未来的月球科研任务制定切实可行的探索策略。

“收集数据只是工作的一部分”

“NASA花费数十年时间,建立起了关于月球的一份非凡科学记录,但收集数据只是工作的一部分。我们还必须让科学数据变得更易于探索和使用。NASA-IBM月球基础模型展示出,当我们把AI引入NASA数以拍字节(PB)计的科学数据时,会发生什么。这正是我们看到的AI带来的真正机遇:把大规模数据转化为新的科学发现。”

NASA总部首席科学数据官兼代理首席数据与AI官凯文·墨菲(Kevin Murphy)如是说。

什么是“基础模型”

与传统AI模型不同,后者往往需要为每一项具体任务从零开始构建并训练专门算法,“基础模型”是先在海量、未标注的数据集上进行预训练。这种预训练方式让模型掌握了广博的知识基础,只需针对特定任务进行少量微调,便可快速迁移应用到多个科学领域,兼具通用性与高效性,能够有效加速科学研究进程。

以LRO十七年数据为基石

过去17年间,NASA的LRO探测器持续采集数据,几乎覆盖了整个月球表面的精细影像,是训练这一基础模型的理想素材。LRO任务产生的数据量,超过了NASA其他所有行星探测任务数据量的总和,拼接出一幅近乎无缝、覆盖整个月球的高分辨率全景图。

NASA-IBM模型的训练数据约包含200万张影像图块,其中超过100万张为1米分辨率的高清相机影像,另有近96.4万张为100米分辨率的多光谱影像。除此之外,模型训练还纳入了多项其他任务的月球高分辨率影像与地形数据,包括NASA的“重力回溯及内部结构实验室”(GRAIL)任务、NASA的“月球勘探者”(Lunar Prospector)任务,以及日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)的“月亮女神”(SELENE)任务。

能做什么:从陨石坑到极区水冰

由于该基础模型已在上述数据上完成预训练,行星科学家只需使用少量标注数据,便可将模型迁移应用于多种月球研究任务,例如绘制陨石坑分布图、识别年轻的火山地貌特征,以及估算月球两极附近可能存在水冰的区域。

极区水冰研究:模型可帮助科学家估算冰层在月表及地下可能稳定存在的位置。月球永久阴影区等极暗区域温度极低,足以将水冰保存长达数十亿年之久。研究这些区域,既有助于揭示月球演化历史,也为未来太空探索中的可利用资源勘测提供了重要参考。


NASA-IBM模型再现了月球冰资源勘探潜力分布模式(从蓝色到黄色渐变表示),图中展示了月球极点附近的四个位置(左侧)。第一行:月球南极附近木桐山的参考冰勘探潜力图;中间行:ConvNeXt模型的预测结果;第三行:NASA-IBM模型的预测结果。NASA-IBM模型保留了参考数据中许多精细尺度的勘探潜力分布模式。图源:NASA/IBM研究院

火山地貌研究:月球虽已不再具有火山活动,但历史上曾经历活跃的地质演化过程。模型能够加速识别一类外观异常的火山地貌,“不规则月海斑块”(irregular mare patches)。由于这些结构看起来相对“年轻”,对既有的月球冷却时间线提出了挑战,绘制其分布图有助于科学家更准确地还原月球的热演化历程。

陨石坑测绘:每一个陨石坑都由撞击事件形成,陨石坑的数量统计与尺寸测量,是判定月表年代、重建太阳系历史的关键依据。该模型可大幅加快陨石坑识别与测量效率,让科学家把更多精力投入到结果解读与探索意义分析上。

案例:识别新形成的撞击坑

在一次测试中,研究团队利用LRO在“爱因斯坦”(Einstein)陨石坑附近,于SpaceX火箭残骸撞击月面前后拍摄的影像进行对比。NASA-IBM模型不仅识别出已有的陨石坑(以蓝色框标出),还准确标出了撞击后新形成的陨石坑(以红色框标出)。


这些月球勘测轨道飞行器的图像展示了爱因斯坦环形山附近的月球表面在SpaceX火箭箭体撞击前(左)和撞击后(右)的情况。NASA-IBM月球基础模型检测出了已有的环形山(蓝色轮廓),并标出了新形成的撞击坑(红色方框)。由于撞击后的图像被排除在预训练之外,这一测试表明该模型可以通过微调来识别不同观测之间新出现的表面变化。这种方法可以帮助科学家在庞大的月球数据集中自动检测自然撞击和表面变化,不过不同轨道之间光照条件的差异可能会影响较小撞击坑的可见性。图源:NASA/IBM研究院

由于撞击后的影像并未包含在模型的预训练数据中,这一测试有力证明了该模型可以通过微调,识别不同观测时间点之间出现的全新地表变化。这种方法有望帮助科学家在海量月球数据集中,自动检测自然撞击事件与地表变化,不过不同轨道间的光照差异,可能会影响对较小陨石坑的识别效果。

整体表现:多项任务比肩甚至超越现有模型

总体而言,该模型在所有评估任务中,表现均达到或超过了多个强基线模型的水平:在陨石坑测绘与不规则月海斑块分割任务上取得了相当的成绩,而在极区水冰稳定性估算方面,则展现出明显优势。

NASA与IBM的“AI用于科学”版图

NASA-IBM月球基础模型,是NASA首席科学数据官办公室“AI用于科学”战略的一部分,也是NASA与IBM之间一项更大规模、持续推进的合作成果,目标是借助先进AI技术探索地球与太阳系。该模型的加入,进一步壮大了这一合作体系下已有的AI模型阵容,其中包括:

Prithvi系列模型:一组基于地球观测数据预训练的模型,可支持灾害监测、洪水测绘、农作物产量预测、飓风预报等多种应用场景。

Surya模型:一款日球物理学模型,基于高分辨率太阳观测数据训练,用于预测太阳耀斑等空间天气现象,这类现象可能干扰电网运行与卫星业务。

跨机构协作的开放科学范例

在NASA内部,位于阿拉巴马州亨茨维尔的NASA马歇尔太空飞行中心Impact AI团队,与NASA科学任务理事会行星科学部门、位于马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德太空飞行中心,以及位于加州“硅谷”的NASA艾姆斯研究中心的科学家们通力合作,共同打造了这一模型。

该模型正是“开放科学”理念的生动实践,汇聚了来自NASA、产业界与学术界的专家力量,将原始数据转化为服务于月球科学发现的宝贵资源。为支持全球科研群体,团队还随模型一同发布了完整的、可直接用于机器学习的预训练数据集与基准测试集,并已将模型整合进开源工具包TerraTorch中。配合在Hugging Face平台发布的配套论文,此次开放发布确保了研究工作的可复现性,也为全球科学家提供了构建、比较与优化AI模型的基础,助力月球探索的未来发展。

由NASA总部组建的科学团队成员,还包括来自阿拉巴马州亨茨维尔“大学空间研究协会”(USRA)、加州硅谷SETI研究所、马里兰州卡顿斯维尔的马里兰大学巴尔的摩县分校、华盛顿特区霍华德大学,以及NASA科学任务理事会行星科学部门、NASA艾姆斯研究中心和NASA戈达德太空飞行中心的多位专家。

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
美媒:马斯克承认其为乌“星链”限速的“幕后推手”

美媒:马斯克承认其为乌“星链”限速的“幕后推手”

环球网资讯
2026-10-25 10:23:23
400亿外债,揭王健林隐藏多年骗局,因此独子王思聪走“不归路”

400亿外债,揭王健林隐藏多年骗局,因此独子王思聪走“不归路”

夜寒兮月孤静
2026-10-24 11:11:30
彻底炸锅!名宿怒喷曼联失职!离谱安排坑惨卡里克

彻底炸锅!名宿怒喷曼联失职!离谱安排坑惨卡里克

澜归序
2026-10-26 08:30:12
两场常规赛打完,不得不说,杰伦格林太不争气了

两场常规赛打完,不得不说,杰伦格林太不争气了

球毛鬼胎
2026-10-25 21:30:00
看完辽宁98:87新疆,不得不承认4个事实,三大外援表现极其亮眼!

看完辽宁98:87新疆,不得不承认4个事实,三大外援表现极其亮眼!

田先生篮球
2026-10-25 22:07:28
新顶流被投资方打了!

新顶流被投资方打了!

八卦疯叔
2026-10-24 10:02:07
宁可被骂也无所谓了!惠州女孩月薪3000扛不住6000房贷,发视频喊话国外前男友回来收回房子。

宁可被骂也无所谓了!惠州女孩月薪3000扛不住6000房贷,发视频喊话国外前男友回来收回房子。

捣蛋窝
2026-09-09 13:59:20
卡拉格:曼联今晚必须解雇卡里克,这也是为他好

卡拉格:曼联今晚必须解雇卡里克,这也是为他好

懂球帝
2026-10-26 00:29:40
少年老成!利物浦新闸连续8轮首发 年仅21岁立足英超

少年老成!利物浦新闸连续8轮首发 年仅21岁立足英超

球事百科吖
2026-10-26 06:20:36
完美收官!随着孙心然双杀温网冠军夺冠,创造历史+刷爆纪录

完美收官!随着孙心然双杀温网冠军夺冠,创造历史+刷爆纪录

大秦壁虎白话体育
2026-10-25 16:31:23
2-1!姆巴佩梅开二度攻陷诺坎普,皇马笑傲国家德比,巴萨2连败

2-1!姆巴佩梅开二度攻陷诺坎普,皇马笑傲国家德比,巴萨2连败

我的护球最独特
2026-10-26 06:10:37
蔡康永深夜发文:我没有支持过台独

蔡康永深夜发文:我没有支持过台独

林子说事
2026-10-26 07:45:26
英达的儿子英如镝有大义灭亲的潜质,承认他爸口碑不好

英达的儿子英如镝有大义灭亲的潜质,承认他爸口碑不好

名字是浮云
2026-10-17 12:25:15
马莱莱又要夺冠!2年前是在申花 今年在大连英博 不过他现在有点尴尬

马莱莱又要夺冠!2年前是在申花 今年在大连英博 不过他现在有点尴尬

80后体育大蜀黍
2026-10-25 17:40:47
81年有人质疑李鹏太年轻反对他任部长,陈云直接回击:他是从苏联回来的!

81年有人质疑李鹏太年轻反对他任部长,陈云直接回击:他是从苏联回来的!

大运河时空
2026-10-25 15:50:05
13岁女孩卖掉妈妈的两条金项链,在店里当场熔掉;店员:曾提出联系家长,但女孩称不用联系;家长:项链价值1万多元,我不同意,原样返还

13岁女孩卖掉妈妈的两条金项链,在店里当场熔掉;店员:曾提出联系家长,但女孩称不用联系;家长:项链价值1万多元,我不同意,原样返还

新快报新闻
2026-10-25 19:17:03
23岁深圳团委干部停薪留职下海,两次亏光还欠债,辗转海南香港后回深圳做成地产集团

23岁深圳团委干部停薪留职下海,两次亏光还欠债,辗转海南香港后回深圳做成地产集团

刘哥谈体育
2026-10-25 11:35:22
宝妈发文“俩儿子价值38.8w”,被嘲笑惨了:这年头当赘婿都要看脸

宝妈发文“俩儿子价值38.8w”,被嘲笑惨了:这年头当赘婿都要看脸

熙熙说教
2026-10-24 02:35:32
贺希宁:比赛输掉30分以上,这时候已经不是教练组的问题了

贺希宁:比赛输掉30分以上,这时候已经不是教练组的问题了

狼叔评论
2026-10-25 22:52:02
湖人132-123逆转爵士,东契奇52+8+10,里夫斯29分,马尔卡宁28分

湖人132-123逆转爵士,东契奇52+8+10,里夫斯29分,马尔卡宁28分

懂球帝
2026-10-26 07:45:12
2026-10-26 09:07:00
NASA爱好者 incentive-icons
NASA爱好者
天文爱好者团队
1090文章数 52449关注度
往期回顾 全部

科技要闻

苹果首款折叠屏没能养肥黄牛

头条要闻

600亿公司59岁总裁被指父承子业 "圆通太子"发文澄清

头条要闻

600亿公司59岁总裁被指父承子业 "圆通太子"发文澄清

体育要闻

文班、约基奇和扬尼斯各自的处境

娱乐要闻

王佳佳近况:44岁导演老公露面

财经要闻

全球AI产业链迎“去杠杆”,何处是底?

汽车要闻

专业越野+华为乾崑智能 猛士X700限时焕新价20.98万起

态度原创

亲子
健康
艺术
教育
军事航空

亲子要闻

小鸭鸭的嘴也太甜了,几句话就把妈妈哄得乐开了花

痘痘能根治吗?皮肤科医生说实话

艺术要闻

家底丰厚的贵公子,最后散尽千金,留给民族无价珍宝

教育要闻

请问哪个灯泡不亮?难倒了物理博士

军事要闻

高清大图!歼-15红蓝对抗训练最新画面

无障碍浏览 进入关怀版