空间技术的人工智能不仅仅是航天系统的工作

　　咱们现在实际上现已进入到一个空间年代，空间体系和技能跟咱们的日子结合很严密，翻开电视，看到的是卫视、卫星电视;到一个地方，用的是卫星导航;了解气候，首要是通过气象卫星云图发布的信息……空间技能跟日常日子密不可分，咱们现已进入到空间年代，而且这个空间年代将要进入智能年代，智能技能对空间技能的开展十分重要，我国在这方面也取得了一些新开展。

　　人工智能在航天这块的开展简略来说能够分成三个阶段。1970年4月24日最早发射的东方红一号卫星，仍是一个十分简略的通过遥测遥控这种人工手法来进行办理的方法。进入到1990年到2000年年头，咱们完成了主动操控方面的才能，技能等级达到了2—3级。最近几年开端向自主操控开展，卫星的智能化程度进一步进步。

　　具体来说，咱们把空间飞行器的智能程度或许叫自主等级划分为六个等级，从最简略的手工操作，一直到比较高档的等级6的自主考虑类人的航天器，现在所在的阶段基本上在第二、第三、第四阶段，单个技能才能到了四的水平。未来想通过现在现已完成的第二和第三等级的才能逐步向第五、第六这个等级去开展。

　　第五、第六等级有几个标志：一是智能感知的才能，而且是自主规划和智能操控的才能，现在单个在轨的卫星现已具有了自主使命的规划。比方我给卫星发一个信息，期望拍照某个展区，然后给它一个信息今后，剩余的这些指令的生成、操作完全是由卫星在轨迹上主动生成，这样的话大大简化了卫星的操控，现在这个才能现已具有了。

　　空间技能关于人工智能的需求，从问题导向来看首要是这么几个方面：一是本钱较高、修理比较困难，所以需求通过智能化的手法来进步它的健康办理在轨才能。二是使命杂乱、环境恶劣，需求卫星具有必定的习惯性。第三就是人工辅助呼应缓慢，特别是关于一些悠远的勘探使命，比方说火星使命一个信号来回最多需求十分钟的时刻，有许多假如通过地上操控的话，仍是太慢。所以航天器需求自身有自主的才能，自主判断、自主决议计划、自主规划、自主履行。这样的话就需求人工智能自主学习、自主感知、自主决议计划，包含关于今后要开展的几百颗、上千颗卫星的星座要进行群控群智能的协同，这些都是对未来人工智能的需求，通过这样一个需求的完成能够降低本钱、提升质量、增强效能、进步可靠性和安全性。

　　空间人工智能的界说，就是指空间飞行器自主完成智能感知、决议计划、协同，而且具有学习的才能，包含最近比较抢手的深度学习等等。增强对未来的不确定环境下杂乱使命的主动习惯才能，来进步它的功用和构建。现在关于空间体系的人工智能需求很火急，难度也十分高。

　　整个人工智能的使用在国际上阅历了这么几个阶段：从最早1979年开端使用的诞生，一直到最近几年开端出现了一些深化的使用，像美国在2000年发射的地球观测一号，它当时在轨现已具有了对灾害进行开始判断的才能，再次回到灾害点的时候能主动进行拍照。

　　还有自主分类方面，NASA在2017年发现的第二个太阳系就采用了Google的AI模型，对它获取的图片进行了辨认和分类。

　　别的，就是现在空间机器人的使用现已开始出现了弱智能，千万不要理解成弱智，是弱智能，有智能但这个智能比较弱一些。像德国人现已做的使用宇航员在地上的一种试验，就是能够对损坏的太阳电池板进行修复。还有NASA支撑的在轨进行大标准航天设备的建造，预备在2024年进行大型航驾结构的拼装。假如这个技能能完成的话，比方我国在贵州建的天眼，500米口径的大型望远镜，也相同能够在天上进行构建。

　　还有，机器人能够进行星表的勘探，咱们能够看到的是，咱们现在在火星上的勘探十分像在地球上的自主驾驭、无人驾驭，就是一种典型的主动驾驭，由于它跟火星的通讯间隔来回将近10分钟，底子无法通过人实时的操控对它进行操作，所以它也是一种自主驾驭。

　　国内的开展是“863”计划的首倡者之一杨院士首要提出了空间智能自主的概念，现在咱们基本上还处在弱智能这样一个水平，可是现已开发了很多的跟人工智能相关的使用，比方图片辨认，咱们咱们了解的交会对接、导航定位、使命规划、故障诊断等等。

　　还有嫦娥三号月球软着陆，由于这个进程时刻很短，来不及进行人工的干预，所有的下降进程中对月表的比方大石头、小石块这样的辨认完全是通过机器的感知来完成的。最终是挑选了一个小石头大石头都很少的安全区域完成了嫦娥三号的安全着陆，这就是全自主、快速的机器视觉与辨认的完成。

　　别的，咱们也具有必定水平的自主辨认类方面的才能，首要体现在遥感的一些数据处理这方面。

　　最近研发的智能遥感卫星现在也具有了十分强的数据获取才能，比方灵敏成像，智能卫星假如通过天津上空一次过境，就能够完成对天津几个条带的成像。曾经咱们扫一个条带，现在能够接连四个条带，就能够把天津很宽的这样一个城市的成像在一个过境的时刻内取得，曾经需求四次过境，现在一次过境就把天津市一百公里见方的图画全捕捉了。

　　别的，比较特别的范畴是空间制作，五院有一些单位正在研讨如安在空间的微重力情况下进行3D打印，包含美国人做的3D航驾杆的打印，包含杂乱组织进行打印，明年就预备在轨进行空间失重状况下3D打印的试验。

　　结合人工智能和国家倡议，咱们提出了四大概括体系，包含人工智能+渠道，构成智能航天器;人工智能+载荷，完成智能载荷;人工智能+制作和人工智能+效劳。

　　人工智能加上操控渠道能够完成对卫星在轨的修理，现在假如卫星在轨迹上坏了，就变成空间废物了。这个技能把握今后，就像开一个相似空间4S店，把坏的卫星修理变成好的卫星。有的卫星真实没有办法修理了，变成空间废物，要把它整理出轨迹，也需求这样的操控渠道。

　　使用人工智能+网络渠道就能够构成智能化的网络体系，首要用于通讯方面。人工智能+太空基地的渠道，能够完成未来在月球和火星这种基地的自主化办理。

　　人工智能+载荷构成智能载荷，这样的载荷就能够完成多功用、模块化以及在轨主动处理这样一些功用，将来的卫星传下来的东西可能就不是原始数据了，有可能直接把一些信息或许把一些需求得到的结果在卫星上处理完今后再给发送下来。

　　别的就是人工智能+制作，还有人工智能+效劳，首要指咱们对遥感大数据方面的效劳。

　　面向未来的开展咱们提出了路线图，也就是三个阶段开展的路径：第一个阶段是单体智能，第二个阶段是多体智能，最终一个阶段是完成大体系的智能。

　　第一个阶段咱们要做的几个作业就是人工智能+观测渠道、操控渠道载荷和制作;第二个阶段就扩展到集体的网络+效劳+协同的操作，最终完成太空基地的智能化。

　　围绕着空间技能、科学和使用三个范畴以及相应的制作、探究和效劳三种手法，咱们最终概括了五个最为中心的技能，包含星载高功用核算、空间大数据、机器学习、网络渠道以及使用渠道。其间高功用核算是所有这些智能使用的一个条件，由于智能完成的一个基础条件就是要高速的核算体系，这个核算体系比较特别的一点就是习惯空间的高辐射、超低温、低功耗这样一些特别需求。别的就是大数据方面围绕着卫星的规划、制作、试验、在轨运转等，一起也包含遥感这种大数据构建各类的数据中心。

　　别的就是面向空间使命的机器学习，这方面包含了五类细分的关键技能，一个是智能感知，一个是自主决议计划与使命规划，别的就是智能操作和操控，包含对空间废物的抓捕和整理，还有空间机器人这方面的一些使用。再有就是面向未来一些使命的自主运转和办理，就是不依赖于人的参加或许是人机协同的办理才能。未来咱们结构的卫星群有可能像鱼群、蜂群相同，也具有群智能这样的才能，而不是说相互之间没有相关、没有协同形不成团队，不是这样的状况。

　　关于人工智能的开展，现在我国高度重视，无论是科技部仍是国家航天局，在空间技能范畴都安置了很多的人工智能方面的课题研讨作业，空间技能的人工智能不仅仅是航天体系的作业，也是所有参加人工智能研讨的企业、高校、科研体系一起的作业。