卫星智能化程度不断提高 明年将试验在轨空间3D打印

5月17日在天津举行的第二届世界智能大会上,中国航天科技集团公司五院副院长李明透露在轨空间3D打印试验将在明年开展。空间3D打印及在轨组装是中国航天在智能制造方面的重要布局。“五院有一些单位正在研究如何在空间微重力情况下进行3D打印,包括美国做的桁架3D打印,和其他复杂结构的打印。明年就准备在轨进行空间失重状态下3D打印的试验。”李明说道。

空间智能制造技术研制
空间智能制造技术研制

李明所说的美国项目,指的是美国航天局(NASA)支持研发的SpiderFab项目,由机器人像蜘蛛吐丝一样在轨自主打印组装大型桁架,计划2024年进行空间试验。“如果这个技术能实现的话,比如我们国家在贵州建的500米口径大型望远镜‘天眼’,一样可以在天上进行构建。”

此外,空间智能制造离不开人工智能技术。太空项目要在高辐射、高温差的恶劣环境下完成复杂的任务,成本较高,维修困难,因此,空间技术必须通过智能化手段来提高在轨健康管理能力。特别是对一些遥远的深空探测来说,“火星任务一个信号来回需要十分钟的时间,如果很多动作都是通过地面控制的话,黄花菜都凉了。”因此,航天器需要培养出本身的自主判断、自主决策、自主规划、自主执行的能力,现在流行的深度学习就能提供帮助。

李明认为,国内外空间人工智能技术普遍发展到一个“弱智能”的状态。比如,NASA在2017年11月公布了新一代火星漫游车“火星2020”,能够自主避障、自主选择兴趣目标、自主选择最佳探测方案。德国太空总署提出由机器人Justin建造火星栖息地。2017年在空间站宇航员的指挥下,机器人几分钟内就成功修复了有缺陷的太阳能电池板。

哈勃望远镜曾因一面镜片的安装小失误而沦为“近视眼”,最终耗费了4年时间和数亿美元经费修复。这样的尴尬情况,将可以利用空间人工智能技术避免。李明总结道,中国对人工智能在空间的应用有迫切的需求:“这里面无论是在轨服务于深空探测,还是未来的载人登月和空间基地,还是2020年的火星发射计划,都需要相应的人工智能技术支撑。”

从遥测遥控的东方红一号走到现在,卫星的智能化程度不断提高。李明认为,未来上百颗、上千颗卫星组成的星座将会拥有类似于鱼群、蜂群的群智能,可以形成团队自主协同工作