The Innovation | 具身认知智能引导的月面样品采集

月面样品对于深化人类对月球的科学认知认识月球有着重要意义。然而，月面样品采样需耗费大量的人力物力，高效采集样品仍面临诸多挑战。我们将具身智能与月面样品采集认知结合，提出具身认知智能引导的月面样品采集框架，为我国月面探测的智能化发展提供关键技术支撑旨在提升我国月面探测开发能力。

导 读

月面样品采集对于深化我们对月球的认知具有重要意义。然而，当前月面采样面临着成本高昂等现实挑战，提升采集效率成为未来月面探索的关键。本研究探索具身智能技术与长期积累的月面样品采集经验知识相结合，提出了一种新的具身认知智能引导月面样品采集框架，为我国后续的月面探测任务提供支持。

图1 具身认知智能引导的样品采集

1

具身认知智能：认知、感知与行动的深度融合

长期以来的科学研究发现，认知地图可以更好地协助动物和人类理解环境、制定决策、适应变化，已经在机器人、自动驾驶等多个领域展现出了巨大潜力，但也面临诸多挑战。具身智能可以融合人类与机器特点与优势，获得了广泛的关注。但是，在月球探索等风险高、成功率要求高的任务中，现有方法普遍存在有限的数据与模型学习需要大量资源间的矛盾。为了解决这些问题，我们提出了一种具身认知智能（ECI）框架，将模拟数据、真实操作、AI模型和人类认知有机融合，构建认知地图并与人类认知协同优化，实现高效、可靠、可持续的智能系统进化。

2

月面样品采集挑战与ECI框架的智能应对

月面采样是获取月面样本的最直接方式，采集的样品具有重要的科学价值与应用潜力。尽管我国通过嫦娥五号等任务在月球正面建立了相对成熟的采样技术体系，但在月球背面执行表面采样任务时仍面临两大难题：一是有效采样时间短；二是月背的光照情况相对复杂。这对采样速度、准确性与稳定性提出了更高要求。我们提出的ECI框架把自动控制和人类干预相结合，可灵活应对这些问题。在光照复杂的情况下，智能识别采样、放样定位信息，并通过专家辅助的方式不断优化和迭代，进而显著提升采样的效率与可靠性，实现了快速、精准且稳定的表面采样作业。

3

ECI框架在嫦娥六号表面样品采集中的应用

智能化样品采集是嫦娥六号任务成功的关键。基于嫦娥三号和四号的历史数据，本研究构建了认知地图，并结合月面数据进行具身智能演化，为嫦娥六号采样和放样操作提供了有效支持。与嫦娥五号相比，嫦娥六号任务在采样效率方面实现了显著提升：在总作业时长从超过20小时缩短至约11小时的同时，采样总量从1731克提升至1935.3克，。单次采集样本平均重量由144.25克增至241.91克。验证了ECI框架在高风险任务中的适应性与可靠性。

总结与展望

在未来若干年，我国将发射嫦娥七号、嫦娥八号探测器，对月球南极附近区域进行深入探索，同时，国际月球科研站的建设也在稳步推进中。随着月球探测任务的不断深入，探测器上的任务负载从固定式向移动式转变，新的任务带来了更大的挑战，这对月面探索提出了更高的要求。具身认知智能可以将具身智能技术与长期积累的月面探索数据、经验等相结合，为月面样品采集、月面探索等方面提供新的研究与应用范式，提升我国的深空探测能力。

责任编辑

刘 嵩   南方科技大学

曹 凯   华东师范大学