李德仁等院士專家：“智能衛(wèi)星”該長什么樣？

         “我們的海軍在非洲護航，衛(wèi)星拍到海盜的位置圖像，它過境到中國需要花費幾個小時，等數據下載到地面站、地面站處理數據，最后數據傳回海軍時，海盜的船已經開走了?！?br> 

       在近日舉辦的“2018軟件定義衛(wèi)星高峰論壇”上，中國科學院院士、中國工程院院士李德仁提出了我國現有衛(wèi)星體系存在的問題：“天上有遙感衛(wèi)星、通信衛(wèi)星、導航衛(wèi)星，但這些衛(wèi)星系統(tǒng)孤立、信息分離、服務滯后?！?/strong>
 

       李德仁認為，要想解決這些問題，必須將各個系統(tǒng)聯系起來，形成系統(tǒng)聯通、時空融合、服務暢通的融合系統(tǒng)，智能處理，按需服務，最終建設成天基信息實時服務系統(tǒng)。
 

       預計于今年下半年發(fā)射的中國第一顆軟件定義衛(wèi)星“天智一號”，就是這么一個更加智能、更加開放的衛(wèi)星。
 

建立“航天應用商店”
 

       “天智一號”是一顆驗證軟件定義衛(wèi)星關鍵技術的新技術試驗衛(wèi)星，2017年正式立項，由中科院軟件所牽頭、中科院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院承擔研制和測試工作。其主要載荷為能耗低、計算能力強的小型云計算平臺，來執(zhí)行空中應用程序，其他載荷還包括超分相機與4部加固國產智能手機。
 

       與傳統(tǒng)衛(wèi)星“一星一任務、一箭定終生”、自成封閉體系不同，軟件定義衛(wèi)星技術側重于提供系統(tǒng)軟件平臺化解決方案，支持多樣化應用軟件，推出“航天應用商店”，以豐富空間生態(tài)應用APP軟件，讓用戶有更多選擇。這意味著，所有人都可以為衛(wèi)星開發(fā)軟件，并將開發(fā)的軟件上注“天智一號”，進行在軌驗證。
 

       除此之外，對衛(wèi)星的實時狀態(tài)，人們也可以通過‘追星APP’訪問查詢，并自由發(fā)布‘太空自拍’等空間任務?！?br> 

       “軟件定義衛(wèi)星技術解除了衛(wèi)星軟硬件之間的緊耦合關系，有助于衛(wèi)星軟件的獨立演化，為提高衛(wèi)星智能化程度、發(fā)展智能衛(wèi)星提供了更多可能?！?軟件定義衛(wèi)星技術聯盟秘書長、中科院軟件所研究員趙軍鎖說。

給衛(wèi)星裝個“腦子”
 

       何為人工智能?中科院院士張鈸認為，人工智能是讓計算機模仿人類的三種功能。第一項是模仿理性思考，包括推理、決策和規(guī)劃等等，屬于人類的高級智能，或者叫邏輯思維。第二項是模仿感知，對周圍環(huán)境的感知，包括視覺、聽覺，觸覺等。第三項是模仿動作，包括人類手、腳和其它動物或機構的動作。
 

       “在人工智能時代，地球空間信息科學同樣可以利用不同空間信息腦，實現作業(yè)的自動化、智能化。”李德仁說。
 

       例如，衛(wèi)星上的相機和智能處理系統(tǒng)就好比一個“對地觀測腦”，衛(wèi)星拍攝的所有影像將被這個“大腦”快速處理、提取有用的信息和驅動相應應用。
 

       “對地觀測腦”的實質，是以天上衛(wèi)星觀測星座與通訊導航星群、空中飛艇與飛機等獲取地球表面空間數據信息，利用在軌影像處理技術、星地協(xié)同數據計算分析技術等對獲取的數據信息進行處理分析，獲取其中的有用的信息和知識，服務于用戶決策，從而實現天空地一體化協(xié)同的實時對地觀測與服務。
 

       “視覺就是遙感，聽覺就是通信，把腦分析，也就是軟件定義衛(wèi)星加進去，就可以實現在軌的對地感知、認知到行動?！崩畹氯收f。
 

       在他的構想中，“對地觀測腦”可以為不同領域用戶提供定位、實時增強導航服務、精密授時服務、快速遙感增值服務、天地一體移動寬帶通信服務。
 

       當然，想要實現“對地觀測腦”，還有一些技術問題需要解決。包括星基導航增強技術、天地一體化網絡通信技術、多源成像數據在軌處理技術、天基信息智能終端服務技術、天基資源調度與網絡安全、一體化的非線性地球參考框架構建技術，以及基于載荷的衛(wèi)星平臺設計與研制等。

智能衛(wèi)星前景可期
 

       “把人工智能技術、大數據應用到衛(wèi)星上，是很有前途的。”在清華大學計算機系教授孫增圻看來，軟件定義衛(wèi)星提供了超算平臺和軟件環(huán)境，也為智能衛(wèi)星發(fā)展創(chuàng)造了條件?！爸悄苄l(wèi)星未來要實現自主規(guī)劃、自主導航、自主智能控制、自主故障診斷等，這都需要很多的技術更新，要在軟件定義衛(wèi)星基礎上進一步提高它的自主性和智能化?！?br> 

       中國航天513所所長陶宏君也同樣認可智能衛(wèi)星的發(fā)展前景，他認為，從智能化和軟件定義技術來看，衛(wèi)星的體積、重量、功耗大幅降低對衛(wèi)星的發(fā)展起到了很大的促進作用?！艾F在發(fā)展軟件定義技術方法是提高衛(wèi)星智能化的真正體現，而發(fā)展智能航天、智慧衛(wèi)星必須要軟件衛(wèi)星來支撐?！?br> 

       去年，國務院印發(fā)了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》。規(guī)劃中提到，到2025年人工智能基礎理論實現重大突破，部分技術與應用達世界領先水平。“這是美國人沒有的，如果我們努力做到美國人前面去，那么這個行業(yè)我們就是全球領先了。”李德仁呼吁。