ロボット工学と宇宙ミッション; なぜ宇宙船に人が物理的に存在する必要があるのですか？
ロボット工学は現在よく発達しています。多くのプログラミング言語では、リアルタイムで作業できます。また、宇宙ミッションと研究の新時代が本格化しています。
それで、ここに質問があります：なぜ宇宙船の人々の物理的な存在がまだ必要なのですか？
回答
それらの間で、スピリットとオポチュニティは火星で地質学のフィールドワークを行うのに22年に相当する時間を費やしました。当時、彼らは1人の地質学大学院生が2週間でできることに匹敵する科学的成果を管理していました。
それらの間で、ルナ16号、ルナ20号、ルナ24号、嫦娥5号は、4つのサンプリングサイトから約2.3kgの材料を返しました。ニールアームストロングは、20分間の作業で、さまざまな場所から20kgを超えるサンプルを収集しました。
現場に人間がいると、意思決定プロセスが大幅にスピードアップし、はるかに多くの作業を行うことができます。
最も重要な理由の1つは、ロボットが優れた面接パートナーにならないことです。
宇宙ミッションの重要な部分は、人々への働きかけと刺激です。もう一つの重要な部分は、人々に私たちの惑星の異なる見方を与えることです。宇宙飛行士は、私たちの惑星がどれほど小さくて壊れやすいかを見ることができるという素晴らしい感覚を何度も繰り返し説明し、境界や違いを見る感覚は消えます。このような直接のアカウントは、ロボットからではなく、人間からのみ取得できます。
もう1つの重要な部分は、できるからです。人間は自然に好奇心が強く、自然に冒険的で、自然に生まれた探検家です。
私たちができることと「彼ら」ができないことを証明するための政治的要素もあります。（「私たち」と「彼ら」のさまざまな値を好みに合わせて挿入します。）
特に、待ち時間が問題になり始めるさらに先のミッションの場合、もう1つの重要な特徴は、人間が即興で創造性を発揮し、判断を下し、予期しない状況で自発的な決定を下せることです。
最後に、人体はめちゃくちゃに設計された万能の機械です。人間よりも1つの特殊なことを実行できるロボットや、非常に狭い特殊なことを実行できるロボットはたくさんあります。しかし、人間ができることすべてをリモートで行うことができるロボットはありません。
なぜ宇宙船に人が物理的に存在する必要があるのですか？
ロボット工学とAIは、人間（非常に用途が広い）に完全に取って代わるほど開発されていないためです。
そうは言っても、ロボットによる宇宙探査機や着陸船はたくさんありますが、宇宙にいる人はそれほど多くありません。
必需品
なぜ何が「必要」？誰がそれを定義することができますか？あなたがそうするならば、生物学的命令はすべてのニッチを生き残り、繁殖させ、そして利用することです。地球全体を見ると、人間の工学をはるかに超えた程度まで、生命システムがまさにそれを行っていることがわかります。宇宙が人間、特に他の惑星にとって新しいニッチであるなら、なぜ人間はその環境に住み、利用すべきではないのでしょうか？この観点から、海底の熱水噴出孔や地表から数百メートル下の岩の内部に生息する極限環境微生物は、代謝率が非常に低く、数回しか繁殖するのに数千年かかる可能性があるのと同じくらい必要であると言えます。これらのニッチを埋めることを要求するTODOリストを作成した人は誰もいませんが、それでも、ここにいます...
冗長性
私たちは、私たちが見通しについて考えている限り、地球が私たちの家として利用できることを当然のことと考えています。しかし、私たちの現在の生活は、これが不当に楽観的な推定であることを明らかにしています。スペースを居住可能にすることは、種としての私たちの将来についての賭けをヘッジするためのかなり賢い方法のように思えます。
また、私たちが銀河系に一人ではなく、敵対的なエイリアンの種族が私たちの惑星を訪れた場合、私たちが自分自身を守ることができない可能性があります。その時点で、私たちの唯一の希望は、私たちの十分な数が星に逃げて他の場所で再建するか、助けを求めることです。
AI
地球を越えて星にまで拡大することを決定する超知能AIを開発するとします。確かにそのような存在はロボットを作り、物事を賢い方法で行うでしょう？おそらく。しかし、ペタフロップスの計算能力を利用できるのに、なぜそのような存在がすでに存在しないのでしょうか。その理由の1つは、ロボット（およびコンピューティング）技術が信じられないほど進歩している一方で、生物学的技術はさらに進歩していることです。これらのペタスケールマシンは、メガワットで測定された電気バジェットで動作します。そして、それらは、わずか20Wのエネルギーを消費する小さな3ポンドの脳とほぼ同じ規模の生の計算能力を提供します。次に誰かがあなたを「薄暗い電球」と呼ぶとき、あなたは言うべきです：「確かにそうです！しかし、この薄暗い電球ができるすべてを見てください！」
好奇心、精神、または機会が機能不全や失敗に見舞われたとき、科学者は、システムが機能し続けているものは何でもやり遂げようとします。ゲームの名前は、私たちができる限りの冗長性であり、使用可能な耐用年数への期待は限られています。好奇心の公式ミッション期間は2地球年でした。人間が2年の有用な労働寿命しか提供できないとしたら、私たちは完全な失敗と見なします。
超知能AIが星を旅したいのなら、なぜそれは利用可能な最高の技術を使用しないのでしょうか？そのテクノロジーは、ボストンダイナミクスが提供するものほど印象的なものではありません。私たちが今日利用できる唯一の真に適応性があり、自己回復し、エネルギー効率が高く、強度と重量の比率が高いナノテクノロジー探査機は人間です。そのスーパーAIは、DNAベースの生命がナノテクノロジーとエネルギー効率の頂点であることを即座に認識し、そのテクノロジーを中心にその取り組みを構築します。人間はそのようなAIが星に送り出すものの出発点にすぎないかもしれませんが、私はそれが単なるロボットよりも無限に可能性の高い出発点であると思います。
なぜ宇宙船に人が物理的に存在する必要があるのですか？
ほとんどの宇宙船に人が物理的に存在する必要はなく、乗客を運ぶと評価されている人も必要ありません。人間に直接探索を行わせることは、実際ではなく、ほとんどの場合、野心的なことです。ほとんどの宇宙探査は、さまざまな複雑さと自律性のプローブを使用して、リモートで行われました。宇宙飛行士が含まれていれば、ほとんどの目的を達成することはできなかったでしょう。
それは本当に選択の問題ではありませんでした。宇宙機関やより広いコミュニティ内で宇宙飛行士を使用することへの多大な熱意とコミットメントがあります。それ以上に、それは明確なエージェンシー/会社の目的である可能性があります。ただし、宇宙飛行士を除外すると、ミッションが大幅に簡素化され、機器専用の利用可能なペイロードが増加します。また、プローブを使用して破壊することもできます。返品機能はオプションのままです。人々が一緒に来る必要なしにそれをすることは私たちの宇宙探査の範囲を広げます。
プローブとロボットは、宇宙探査の主力であり続けるでしょう-着陸船は、月、火星、および（着陸船の一種）のサンプルリターン機能の有無にかかわらず、小惑星、軌道マッパー、フライバイ用です。人々の物理的な存在を含むミッションは、その存在を義務付けるミッションになります。
ほとんどのフィールドワークでロボットがまだ使用されていたとしても（宇宙服とその中の人間は壊れやすく高価であるため、人間が存在する場合でも可能性が高いと思います）、近くの生息地に人間がいることは大きな利点になります科学研究。通信の遅延と安定した無線接続の欠如が原因で、月ではほぼリアルタイムの遠隔操作が困難であり、火星では不可能です。コントローラーは通常、コマンドを送信して応答を待つ必要があり、場合によっては長時間かかるため、ローバーの生産性が制限され、少し戻って通過したばかりの興味深い岩を検査する機能が制限されます。材料は、さらに分析するために生息地に返送することもできます。つまり、搭載されている実験器具をたくさん取り除くことで、ローバーをより安く、より軽くすることができます。損傷したローバーは、修理のために基地に戻って足を引きずり、生産寿命をさらに延ばし、高価な過剰設計と冗長性の必要性を減らす可能性があります。
将来は、ロボットが現在行っているすべてのフィールドワークを人間が行うことではなく、人間の存在により、ロボットの生産性、信頼性、柔軟性が大幅に向上します。
光の速度
火星の場合、最も近い地点で片道の信号を取得するのに3分22秒かかります。何が起こったのかを確認するには、さらに3分22秒必要です。その最も遠いところで、私たちは片道24mを見ています。したがって、優れたリモートコントロールは基本的に不可能です。
私たちはまだ良いAIを持っていないので、宇宙に送るクラフトには3つの選択肢しかありません。それらはかなり馬鹿げていて、データを送り返すだけです（例：Voyager）。または、リスクの高い計画的な操作を1回実行することもできます（例：はやぶさ）。または、一連の非常に小さな操作を送信して、コマンドを取得して結果を確認するラウンドトリップを待ってから、次の操作（火星探査車）に移動することもできます。後者の場合、彼らは実際に何かをするのに1日数分しか費やさないかもしれません、そして残りの時間は無線信号が前後に行くのを待つのに費やされます。
現場に人間がいる場合、これはすべて回避されます。人間が軌道にとどまっていたとしても、同じローバーで桁違いに多くの作業を行うことができます。
光速による遅れなしに宇宙船に乗って複雑な決定、おそらく道徳的な決定を下すことができることには重大な利点があります。議論のために、ロボットの使者が近くの木星の衛星エウロパで生命に遭遇したと想像してください。これは、彼らが私たち（または私たちの使者）と対話するかどうかを判断するためのある種の複雑な道徳的テストをすぐに提供し、数分以内に答えを必要とします。無線通信の往復時間は1.5時間であるため、現在、このような状況に対処するには、人間をエウロパに送ることで成功を期待する必要があります。エウロパに複雑な生活があると言っているわけではありませんが、家から遠く離れた場所でも同様に複雑な状況が発生する可能性があります。
言及されている他のすべてとは別に、ミッションが答えようとしている質問の1つは、Xの値に対して、「人間は宇宙でXをどれだけうまくできるか」です。そのような質問に答えるためのスペース。NASAのウェブサイトには現在、「BP Reg（長時間の宇宙飛行後の地球への帰還時に失神のリスクをテストするための簡単な飛行中の方法）」から「ウェアラブル」まで、約249のそのような実験（および40の「タイトルが見つかりません」の実験）がリストされています。モニタリング（微小重力下での睡眠モニタリングのためのウェアラブルシステム）」。これらの実験はどれも、人間を宇宙に置く以外の方法で行うことはできませんでした。
ロボット工学は大きな進歩を遂げましたが、ロボットは適切なツールを備えた人間の基本的な汎用能力の多くを超えることすらできておらず、ロボットが実際にそれを行う可能性は、メカトロニクス工学や制御理論の分野に属していません。しかし、「未来派」の野生の夢と悪夢に。
（かなり「汎用」のロボットが発明されたとしても、「汎用」のロボットが無人宇宙船で打ち上げられたことはないと私は信じています）。
（これは、現代の戦争が装甲、大砲、航空機、誘導ミサイルによって大きく支配されているにもかかわらず、歩兵が依然として非常に重要であり、現代の軍隊が専らロボット軍を真剣に提案していない理由でもあります。）
人間は、多くの感覚能力（障害があった場合でも有意な感覚能力を維持できるように、冗長性が高い）と移動能力（冗長性が高いため、身体障害のある人間は依然として多くの場合、ロボットがめったにない方法でかなり効果的です）。乗組員を数か月間サポートできる居住モジュールのサイズと重量は手ごわいですが、損傷した機器を修理し、高信頼性のために設計する必要があるものを高コストで維持し、自動化されていないセットアップと操作を行う能力商用グレードなどの機器は、ロボット工学とはまったく一致しません。サイズ、重量、またはコストを問わず、それを実行できるロボットを構築することはできません。
男性、EVAスーツ、50 kg相当のツールは、ロボット工学がライバルに近いものではありません。これは、他の回答で言及されているインテリジェンス/遠隔操作の問題によって大幅に悪化します。