当亚马逊工程师构建语音AI产品Alexa时，部分灵感源自《星际迷航》中的语音驱动计算设备。本周，在Alexa商业发布八年后，这款语音AI将成为NASA阿尔忒弥斯一号（Artemis I）任务中的太空旅行者，这是前往月球系列任务的首站。
“梦想成真”
尽管此次飞行无人类乘员，但Orion航天器将绕月飞行，“为人类深空探索奠定基础，并展示我们将人类存在扩展至月球及更远领域的承诺与能力”。据美国国家航空航天局（NASA）介绍，Alexa将驻留在Orion航天器中，该航天器将在新型超重型运载火箭——太空发射系统（SLS）的帮助下脱离地球轨道。
“参与这个项目一直是我的梦想，如今终于实现。”亚马逊首席解决方案架构师菲利普·兰廷（Philippe Lantin）表示。自2018年起参与该项目的兰廷是亚马逊庞大团队的一员，负责为Alexa的太空飞行做准备。如同人类宇航员需经多年训练以应对太空艰辛，兰廷和队友们在为Alexa进行为期42天、行程达130万英里的旅程做准备时，也面临诸多独特挑战。
任重道远
极端力量、振动和辐射带来了一系列难题。亚马逊工程师还需确保Alexa在整个任务期间都能响应指令，即使在距离月球表面62英里以内（坦率地说，那里Wi-Fi信号极差）也能正常工作。
在地球上，唤醒词会激活Alexa监听功能，随后音频流传输至云端解码并生成响应。但由于NASA优先保障导航和遥测数据，太空中几乎没有互联网接入。
为此，团队采用了“Alexa本地语音控制”技术。通过该技术，Alexa不再将语音发送至云端，而是在本地处理指令。有趣的是，地球用户也能从中受益。兰廷表示，在网络受限或无网络环境下，Alexa本地语音控制能让用户更充分利用其功能。
“想象你在车里穿过隧道，或驾车前往偏远营地，”兰廷说，“你可以调频收音机、开启空调等，即使信号微弱或完全没有蜂窝网络连接，也能继续使用语音指令。”
飞行噪音带来了另一组问题，尤其是猎户座飞船尖鼻头的金属机身加剧了声音回响。
并非典型的电话通话
“对于语音AI来说，最重要的是处于能清晰捕捉声音的环境中，”参与该项目的亚马逊解决方案架构师Scott Isabelle表示。至少在团队着手解决之前，太空并非这样的环境。
Isabelle指出，普通房间内的窗帘、沙发靠垫等柔软材料会吸收部分声音。“舱内金属表面的回响可能会放大对自动语音识别至关重要的错误频率，”他说，“这些回响会让Alexa难以捕捉唤醒词指令。”
未来，宇航员或许会携带声学毯来解决此问题。但对于首次无人执行的阿尔忒弥斯任务，Isabelle表示团队只能接受比理想情况更多的噪音和回响。
通常人声在电话通话中的传输频率范围较窄，介于300赫兹至3,000赫兹之间。而与地球任务控制中心的联系并非普通电话通话，因此为了让Alexa在嘈杂的太空舱环境中听清单个单词，语音指令必须以8,000赫兹的频率传输。
为确保Alexa能在该环境中理解语音，团队部署了两个麦克风并结合处理算法。该算法以特定方式组合麦克风信号，帮助Alexa准确理解来自任务控制中心的指令。
Alexa是阿尔忒弥斯I任务中测试的众多创新技术之一，其集成将为Alexa协助未来载人任务——前往月球、火星及更远地方——奠定基础。
任何拥有支持Alexa设备的用户，只需说“Alexa, take me to the Moon”即可关注阿尔忒弥斯I任务动态。
英雄图片摄影版权：NASA/Joel Kowsky