火星第一輛自駕車成績亮眼,毅力號九成行駛里程由自主導航完成
2026/08/10
NASA 毅力號(Perseverance)火星探測車的自主導航系統已被證明相當成功——在其累計行駛的距離中,約有 90% 是由車輛自行完成路徑判斷與行駛,而非由地球上的操作團隊逐步指令控制。這使它成為火星上第一套真正大規模運作的自動駕駛系統。
火星探測車為何需要自駕,關鍵在於通訊延遲。地球與火星之間的距離會隨公轉位置變化,單向的無線電訊號傳輸時間介於數分鐘到二十餘分鐘之間。這意味著即時遙控在物理上不可能——操作員看到的畫面是十幾分鐘前的狀況,下達的指令又需要十幾分鐘才會抵達。傳統做法是每個火星日規畫一段路徑,由地面團隊分析影像、確認安全後上傳指令,探測車照著執行;這種模式下,每日移動距離受限於地面規畫的效率與保守程度。
自主導航改變了這個限制。探測車以立體相機取得前方地形的三維資訊,自行辨識岩石、沙坑、斜坡與其他危險,即時規畫可通行路徑並持續前進。這讓單日行駛距離大幅增加,也讓探測車能進入地面團隊難以事先完整評估的複雜地形。對於任務目標明確、需要在有限時間內抵達特定地質單元的探測任務而言,移動效率直接決定了科學產出。
技術層面,火星自駕面對的挑戰與地球截然不同。沒有 GPS 可用,定位仰賴視覺里程計與慣性測量的融合;沒有道路或標線,判斷完全基於地形本身的幾何與紋理;運算資源極為有限——太空級處理器為抗輻射而採用成熟製程,運算能力遠低於同期消費性晶片;而失效的代價極高,一次陷車或翻覆就可能終結整個任務。在這些約束下達成 90% 的自主比例,反映的是演算法效率與可靠度的紮實工程成果。
這項成果對後續任務具有直接的參考價值。未來的樣本取回任務、載人任務的前置勘查,以及月球與其他天體的探測載具,都將面臨類似的通訊延遲與地形不確定性問題。毅力號累積的運作資料——包括自主判斷正確與失誤的案例——是設計下一代系統的重要基礎。
從更廣的角度看,這也提供了一個有價值的對照:在無法依賴高速網路、雲端運算與大量訓練資料的環境中,自動駕駛依然可行,關鍵在於把問題邊界定義清楚並針對性地設計。
後續觀察重點包括:自主導航在更複雜地形中的表現、後續任務對此系統的沿用與改良,以及自主決策範圍是否會從路徑規畫擴展到科學目標的選擇。