造就第368位講者 代京

中國運載火箭技術(shù)研究院研發(fā)中心

副總設(shè)計師

技術(shù)創(chuàng)新是推動人類技術(shù)變革的核心要素之一，到目前為止,，人類已經(jīng)經(jīng)歷了三次工業(yè)革命,。

第一次工業(yè)革命：蒸汽機的發(fā)明讓我們?nèi)祟愂状胃杏X到了機械的魅力,，同時也開啟了用機器代替手工勞作的時代。

第二次工業(yè)革命：電力的出現(xiàn),，突然讓人類社會發(fā)生翻天覆地的變化,，也讓我們的世界變得光明多彩。

第三次工業(yè)革命：計算機,、信息技術(shù)的發(fā)展,，讓全世界真正實現(xiàn)了互聯(lián)互通。

人工智能現(xiàn)在是國際競爭的焦點,，也是經(jīng)濟發(fā)展的引擎,。人工智能到底能夠帶給我們什么呢？

一直以來,，美國宇航局（NASA）都扮演著引領(lǐng)世界航天發(fā)展的領(lǐng)航者角色,。

但是在最近，我們看到“硅谷鋼鐵俠”伊隆·馬斯克以近乎瘋狂的速度,，帶領(lǐng)著SpaceX公司創(chuàng)造了一次又一次新的紀(jì)錄,。包括Falcon 9火箭回收、獵鷹重型火箭的發(fā)射,，甚至有些浪漫的嘗試——將特斯拉電動汽車發(fā)射到了太空,。

這些輝煌成就的背后，是智能規(guī)劃,、自主導(dǎo)航機器人等技術(shù),，在支撐著SpaceX一次又一次的顛覆。

人工智能正在改變著航天產(chǎn)業(yè),，以人工智能為推手的新時代航天存在無限的可能性,。

人工智能可以讓航天走得更高。

探測,，實際上是決定人類未來命運非常重要的一環(huán),，也是未來航天非常重要的一步。在深空探測時候我們會遇到什么問題呢,？

首先,，深空探測意味著這個空間、環(huán)境都是未知的,，而且我們還要執(zhí)行多元的任務(wù),，這些都要求航天裝備具備非常高的自主運行能力。

此外,，由于距離的原因,，會導(dǎo)致信息通訊的延遲，人工智能技術(shù)的應(yīng)用恰恰可以彌補測控時間延遲的問題,，比如美國好奇號火箭探測器,、中國的月兔月球探測車,，要求有比較高的自主運行的能力。

人工智能可以讓航天看得更遠(yuǎn),。

2017年,，NASA利用機器學(xué)習(xí)算法從浩瀚的宇宙中發(fā)現(xiàn)了一個跟太陽系一樣擁有8顆行星的星系。

與此同時,，智能網(wǎng)絡(luò)也開啟了天地遙感的新紀(jì)元,。通過對地觀測，發(fā)現(xiàn)地球上寶貴的資源,，可以幫助我們利用并且保護自然資源,。比如大家都知道的大氣污染、水污染,，通過對地觀測,，借助圖像識別的AI算法，我們可以發(fā)現(xiàn)污染在什么地方,，今兒就可以采取一些行動來保護我們美麗的家園,。

人工智能也讓航天行得更遠(yuǎn)。

我們知道空間智能健康管理這個技術(shù)對于長期在軌運行航天裝備非常重要,。

未來的空間飛行器,，功能和結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，加上了智能健康管理技術(shù),，就是像人體的免疫系統(tǒng)一樣,，可以及時準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)航天裝備存在什么故障，這樣可以采取行動,，讓航天裝備可以運行得更加安全,。

人工智能可以讓航天可以進(jìn)化得更快。

實際上,，人工智能已經(jīng)滲透到航天裝備研制的方方面面,，包括設(shè)計、生產(chǎn),、加工,、發(fā)射、運維等等,。

對設(shè)計來說,，大數(shù)據(jù)、機器學(xué)習(xí)等等這些技術(shù),，可以讓我們對航天裝備制造過程中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行自主的分析和處理，給設(shè)計人員以參考,。另外,，增強現(xiàn)實技術(shù),、數(shù)字孿生技術(shù)等等，也可以讓航天工程和虛擬現(xiàn)實形成緊密的結(jié)合,，幫我們提升航天工程設(shè)計的能力水平,。另外就是智能制造，它可以讓我們更快更便捷,，更方便生產(chǎn)出成本更低的航天裝備,。

航天+智能技術(shù)，我們重點關(guān)注主要有四個部分,，無人自主認(rèn)知,、自然人機交互、異構(gòu)集群協(xié)同和健康自主運維,。

無人自主認(rèn)知是讓航天會思考,，利用類腦計算、機器視覺,、自主博弈,、深度態(tài)勢感知等技術(shù)，使航天裝備具有像人一樣視聽感與思考決定能力,，具有強空間適應(yīng)性與行為自主能力,。

自然人機交互就是讓航天裝備會表達(dá)。

舉個例子,，我們的航天員在軌穿著厚重的航天服時,，很多執(zhí)行和控制的通道受到航天服限制，這個時候怎樣在軌執(zhí)行太空行走任務(wù)時發(fā)揮更多的效力,？

如果航天員出艙時,，我們通過腦機接口、視頻追蹤建立起新的通道,，而且這寫新通道有智能集群,，就可以實現(xiàn)航天員和機器之間的互動，讓機器人更好地執(zhí)行航天員的命令,，建立一個非常好的自然的交互,。另外，航天員還可以通過這種交互體驗到機器在執(zhí)行這個任務(wù)的過程中遇到的問題,。

異構(gòu)集群協(xié)同,，就是讓航天裝備可以展開協(xié)作。未來的在軌航天裝備,，可能是多裝備,、跨類型、跨功能的異構(gòu)集群系統(tǒng),。讓這些裝備形成非常高效的編隊組網(wǎng),，可以協(xié)同完成某項任務(wù),。

健康自主運維就是讓航天裝備能力獨立。未來無人裝備將會越來越多,，這些裝備它們可以按照人類的預(yù)想自主完成任務(wù),。

智能的前沿技術(shù)怎樣與系統(tǒng)的航天工程相結(jié)合呢？

航天工程是聚焦于復(fù)雜大系統(tǒng)的系統(tǒng)工程,，人工智能并不是可以拿來就用,，肯定是要根據(jù)系統(tǒng)工程的需求來進(jìn)行。

首先是硬件上的支撐,，比如說高速處理的,、功耗非常小的人工智能的芯片，再加上我們一些更加合理的計算架構(gòu),。如果把它比喻成航天智能的軀體,，那人工智能算法、軟件,，就仿佛是它的靈魂,，兩者結(jié)合起來，就會爆發(fā)出無限潛能,。

但是我想說的是,，航天系統(tǒng)工程的研發(fā)，它的整個產(chǎn)品生命周期,，也要為人工智能技術(shù)的應(yīng)用做好鋪墊,。也就是說，設(shè)計,、研發(fā),、生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)是否適合人工智能技術(shù)的嵌入，也是我們需要思考的,。

另外,，我們的航天裝備的頂層設(shè)計思路，航天裝備要具有什么樣的功能,？具備什么樣的能力,？我們有什么樣的人工智能技術(shù)可以用？只有將兩者很好地融合在一塊,，才是我們需要的,。

現(xiàn)在全球航天智能化發(fā)展如火如荼，包括美國,、日本,、歐洲、中國航天等等一系列的航天強國，都在進(jìn)行人工智能的布局,。

像美國的SpaceX和NASA已將人工智能技術(shù)應(yīng)用于各類新型運載火箭,；日本EPSILON率先實現(xiàn)無人職守智能測發(fā)控技術(shù),；歐洲聚焦取代人類太空作業(yè)的人工智能裝備和系統(tǒng),；中國航天也是把人工智能作為后面發(fā)展非常重要的一環(huán)。

同時對于商業(yè)航天來說,，人工智能技術(shù)也是商業(yè)航天提升競爭力非常重要的一個切入點,。

今天，未來已來,，智能化的第四次革命已經(jīng)開啟,。我們錯過了工業(yè)革命，又與大航海時代失之交臂,，那么未來的征途是璀璨的星空,，讓我們駐夢以航，智造未來,。

文字 | 穎仔

校對 | 其奇

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