Space AI：太空里的人工智能

張晟宇

我們公司的產品還涉及航空航天領域，遙遠太空中辛苦工作的宇航員們，終于也可在工作之余有點小樂趣了。星際旅行太無聊？維修航天器太危險？衛星太多管不過來？或者是太空中生產制造有困難？沒事兒，這不是有人工智能在嘛！

公司現有產品小到單個人工智能機器人，大到整個制造工廠，不同功能的應用產品，多種方案供客戶選擇，現在就讓我們的工程師們一一為大家介紹。

No.1宇航員的貼心助理街

名稱：ASSIST

工程師：伊萬

主要性能介紹：近端操作，專注陪聊

還記得童年看過的電影《星際穿越》嗎？里面的那幾個方塊型機器人TARS，CASS和KIPP，不但給宇航員提側言息支持，幫助他們解決漫長的星際旅行中所要面對的各種技術和科學問題，還可以插科打諢排解寂寞空虛的時光，甚至在很多場景下直接幫助主角進行任務操作，功能十分強大。

實際上，電影播出的時候，現實的空間站里已經有這樣的機器人在工作了。雖然沒有電影里所描述的那么高冷有形又聰明幽默，但是也實實在在地幫助國際空間站的宇航員進行著非常復雜的操作。例如Robonaut2，具備了非常接近于人類的操作能力，可以進行一些十分精密的工作。

隨著技術的不斷更新，我們公司推出的這款產品ASSIST，類似Robonaut2但卻更加智能。相對于我們的宇航員，它們可以在更加惡劣的環境下工作，在空間站外更加靈活，從而替代宇航員進行高危險性的工作。同時由于這類機器人本身可以設計得非常全能，所以他們不僅可以替代宇航員做一些危險性的工作，還能完成人類無法完成的任務，在經過不斷訓練后，就可以和人類進行高同步的協作，發揮更大的作用。

而且隨著人工智能處理自然語言的能力越來越強，我們公司推出的這款產品兼具了陪伴功能，可以和宇航員交流、玩耍，模樣也比較美觀，讓太空中過于安靜的環境不再如此寂寞。

No.2太空修理工

名稱：REPAN

工程師：凱文

主要性能介紹：修理航天器出現的各種問題

我們知道哈勃望遠鏡進入太空之后就壞了，后來是通過宇航員進行了多次維修才最終可以正常工作，為人類帶來了很多更深宇宙的認識。所以，讓宇航員進入太空進行航天器的維修不僅花費巨大也極其危險。

我們公司為此設計出了AI機器人REPAN，它們是太空中的修理工或者說是太空中的“醫生”，解決航天器出現的各類問題。

事實上，隨著REPAN修理過的航天器越來越多，它也會像老專家一樣越來越有經驗，這些都得益于人工智能的學習能力，以及各種傳感器技術的不斷發展，他們可以進行越來越復雜的操作，就像從簡單的闌尾切除到進行換腦換心的復雜操作。

修理過程：

首先找到出現故障的航天器，通過靈活的軌道機動能力靠近目標

然后通過各種的傳感器對出現問題的衛星、空司儀器等進行問題診斷

準備好全套的維修工具，這些太空修理工都會隨時攜帶

最后開始修理，在地面工程師的輔助下進行拆換工作，接著焊接和縫合

其實在人類進入太空時代后不久，就已經開始了太空機器人的制造工作，而維修性質的機器人在太空探索活動中，扮演著越來越重要的角色。一開始只是作為宇航員的一個輔助工具，隨著人工智能技術以及傳感技術的不斷發展，這類機器人慢慢開始半自主操作甚至自主操作。

No.3太空制造工廠

工廠名稱：Manufacturing Plant

工程師：伊萬、凱文、勞倫

主要性能介紹：在太空中組合制造各種航天器

前面兩款產品只是太空中人工智能發展的初級階段，在太空里的任務很多，給出現故障的航天器提供維修服務只是很小的一部分。我們不但要做這種售后服務，還要在太空進行生產制造活動。這就是公司著力為航空航天領域打造的重頭戲了——太空制造工廠。

有了人工智能的支持，太空中的航天器就可以直接在空間進行制造。當然這也是隨著各種增材和減材技術的發展來支撐的。

我們會經歷不同的階段來實現空間的制造工廠：

一種是我們把一些零部件發射上去，軌道上的制造工廠里的機器人就像拼樂高一樣，把這些零部件組裝起來，然后是太空制造工廠里的“太空蜘蛛”，在空間編織出不同的材料，組成天線、大型框架等；還有一種只是帶上基本的一些材料到太空中，通過空間3D打印等增材技術直接構建出想要的各種結構。

值得一提的是，太空工廠的未來可以不斷地演進，一開始的部件和材料是從地面運輸上去的，到后來太空工廠可以直接利用太空中的資源，就地取材進行建造。人工智能覆蓋了從太空資源的發現開采的識別策略支持，到空間設施的藍圖規劃，到最后調度實施的全部過程，在不同的空間建造基礎設施和各種設備，妥當之后，我們人類再前往。

No.4給衛星裝上“大腦”

工程師：勞倫

主要性能介紹：賦予衛星自主策劃合作的能力

除了與航天器有關的人工智能產品，我們公司對現在太空中遍布的人造衛星提供了一種可靠的管理方案。

現在在天上的衛星實際上并沒有很聰明，而是由地面的工程師和科學家設計好了怎么進行工作，然后一步不差地按照地面人員發給他們的指令進行每一步操作。可以這樣講，衛星的“腦子”是不能思考的，而是用來保證執行的。

但是不同于以往，現在的情況已然發生了很大變化，首先是衛星的數量大大增加，過去是幾十個上百個工程師和科學家圍著一顆衛星來操作，現在可能會出現同樣多的工作人員卻要面對幾百甚至上干顆衛星。所以不能再手把手地給每顆衛星安排任務了。衛星要自己管理自己，自己給自己安排任務，不但如此，還要互相合作。所以這些衛星需要安上更強的“大腦”，并賦予他們進行自主規劃和決策的能力。

衛星上需要部署的高性能計算單元來提供算力，還要一個任務規劃與協同的算法來進行自主的任務安排。我們不妨稱這個設備為復雜任務處理單元，這就是給衛星安上了一個聰明的“大腦”。一方面它們可以根據自己的能力，自主安排更合理的工作內容和流程，一方面可以利用它們彼此之間的優勢，共同完成任務。

當人工智能足夠強大后還能演化出群體的行為，如同我們熟知的蜜蜂和螞蟻一樣，合力完成一些非常復雜的大任務。人工智能也可以通過數量眾多的衛星不斷合作，不斷地進化，在整體上出現一個具有自己特征的智能體。從一個小的大腦變成一個分布式的大頭腦。