Space AI：太空里的人工智能

张晟宇

我们公司的产品还涉及航空航天领域，遥远太空中辛苦工作的宇航员们，终于也可在工作之余有点小乐趣了。星际旅行太无聊？维修航天器太危险？卫星太多管不过来？或者是太空中生产制造有困难？没事儿，这不是有人工智能在嘛！

公司現有产品小到单个人工智能机器人，大到整个制造工厂，不同功能的应用产品，多种方案供客户选择，现在就让我们的工程师们一一为大家介绍。

No.1宇航员的贴心助理街

名称：ASSIST

工程师：伊万

主要性能介绍：近端操作，专注陪聊

还记得童年看过的电影《星际穿越》吗？里面的那几个方块型机器人TARS，CASS和KIPP，不但给宇航员提侧言息支持，帮助他们解决漫长的星际旅行中所要面对的各种技术和科学问题，还可以插科打诨排解寂寞空虚的时光，甚至在很多场景下直接帮助主角进行任务操作，功能十分强大。

实际上，电影播出的时候，现实的空间站里已经有这样的机器人在工作了。虽然没有电影里所描述的那么高冷有形又聪明幽默，但是也实实在在地帮助国际空间站的宇航员进行着非常复杂的操作。例如Robonaut2，具备了非常接近于人类的操作能力，可以进行一些十分精密的工作。

随着技术的不断更新，我们公司推出的这款产品ASSIST，类似Robonaut2但却更加智能。相对于我们的宇航员，它们可以在更加恶劣的环境下工作，在空间站外更加灵活，从而替代宇航员进行高危险性的工作。同时由于这类机器人本身可以设计得非常全能，所以他们不仅可以替代宇航员做一些危险性的工作，还能完成人类无法完成的任务，在经过不断训练后，就可以和人类进行高同步的协作，发挥更大的作用。

而且随着人工智能处理自然语言的能力越来越强，我们公司推出的这款产品兼具了陪伴功能，可以和宇航员交流、玩耍，模样也比较美观，让太空中过于安静的环境不再如此寂寞。

No.2太空修理工

名称：REPAN

工程师：凯文

主要性能介绍：修理航天器出现的各种问题

我们知道哈勃望远镜进入太空之后就坏了，后来是通过宇航员进行了多次维修才最终可以正常工作，为人类带来了很多更深宇宙的认识。所以，让宇航员进入太空进行航天器的维修不仅花费巨大也极其危险。

我们公司为此设计出了AI机器人REPAN，它们是太空中的修理工或者说是太空中的“医生”，解决航天器出现的各类问题。

事实上，随着REPAN修理过的航天器越来越多，它也会像老专家一样越来越有经验，这些都得益于人工智能的学习能力，以及各种传感器技术的不断发展，他们可以进行越来越复杂的操作，就像从简单的阑尾切除到进行换脑换心的复杂操作。

修理过程：

首先找到出现故障的航天器，通过灵活的轨道机动能力靠近目标

然后通过各种的传感器对出现问题的卫星、空司仪器等进行问题诊断

准备好全套的维修工具，这些太空修理工都会随时携带

最后开始修理，在地面工程师的辅助下进行拆换工作，接着焊接和缝合

其实在人类进入太空时代后不久，就已经开始了太空机器人的制造工作，而维修性质的机器人在太空探索活动中，扮演着越来越重要的角色。一开始只是作为宇航员的一个辅助工具，随着人工智能技术以及传感技术的不断发展，这类机器人慢慢开始半自主操作甚至自主操作。

No.3太空制造工厂

工厂名称：Manufacturing Plant

工程师：伊万、凯文、劳伦

主要性能介绍：在太空中组合制造各种航天器

前面两款产品只是太空中人工智能发展的初级阶段，在太空里的任务很多，给出现故障的航天器提供维修服务只是很小的一部分。我们不但要做这种售后服务，还要在太空进行生产制造活动。这就是公司着力为航空航天领域打造的重头戏了——太空制造工厂。

有了人工智能的支持，太空中的航天器就可以直接在空间进行制造。当然这也是随着各种增材和减材技术的发展来支撑的。

我们会经历不同的阶段来实现空间的制造工厂：

一种是我们把一些零部件发射上去，轨道上的制造工厂里的机器人就像拼乐高一样，把这些零部件组装起来，然后是太空制造工厂里的“太空蜘蛛”，在空间编织出不同的材料，组成天线、大型框架等；还有一种只是带上基本的一些材料到太空中，通过空间3D打印等增材技术直接构建出想要的各种结构。

值得一提的是，太空工厂的未来可以不断地演进，一开始的部件和材料是从地面运输上去的，到后来太空工厂可以直接利用太空中的资源，就地取材进行建造。人工智能覆盖了从太空资源的发现开采的识别策略支持，到空间设施的蓝图规划，到最后调度实施的全部过程，在不同的空间建造基础设施和各种设备，妥当之后，我们人类再前往。

No.4给卫星装上“大脑”

工程师：劳伦

主要性能介绍：赋予卫星自主策划合作的能力

除了与航天器有关的人工智能产品，我们公司对现在太空中遍布的人造卫星提供了一种可靠的管理方案。

现在在天上的卫星实际上并没有很聪明，而是由地面的工程师和科学家设计好了怎么进行工作，然后一步不差地按照地面人员发给他们的指令进行每一步操作。可以这样讲，卫星的“脑子”是不能思考的，而是用来保证执行的。

但是不同于以往，现在的情况已然发生了很大变化，首先是卫星的数量大大增加，过去是几十个上百个工程师和科学家围着一颗卫星来操作，现在可能会出现同样多的工作人员却要面对几百甚至上干颗卫星。所以不能再手把手地给每颗卫星安排任务了。卫星要自己管理自己，自己给自己安排任务，不但如此，还要互相合作。所以这些卫星需要安上更强的“大脑”，并赋予他们进行自主规划和决策的能力。

卫星上需要部署的高性能计算单元来提供算力，还要一个任务规划与协同的算法来进行自主的任务安排。我们不妨称这个设备为复杂任务处理单元，这就是给卫星安上了一个聪明的“大脑”。一方面它们可以根据自己的能力，自主安排更合理的工作内容和流程，一方面可以利用它们彼此之间的优势，共同完成任务。

当人工智能足够强大后还能演化出群体的行为，如同我们熟知的蜜蜂和蚂蚁一样，合力完成一些非常复杂的大任务。人工智能也可以通过数量众多的卫星不断合作，不断地进化，在整体上出现一个具有自己特征的智能体。从一个小的大脑变成一个分布式的大头脑。