會(huì)有航天版ChatGPT嗎？

ChatGPT現(xiàn)在很火，作為一個(gè)人工智能聊天機(jī)器人，它擁有信息整合能力、自然語(yǔ)言處理能力，能根據(jù)要求進(jìn)行聊天、撰寫(xiě)論文、創(chuàng)作詩(shī)歌，還可以生成游戲劇本、編寫(xiě)程序代碼。

而在航天工程任務(wù)中，需要處理大量數(shù)據(jù)，協(xié)同大量?jī)x表、設(shè)備與傳感裝置，那么人工智能在航天領(lǐng)域可以大顯身手嗎？

科幻電影中的一些情節(jié)看上去并不是天方夜譚，而是對(duì)人工智能技術(shù)作用于航天領(lǐng)域的合理想象。有一些事情也正在悄悄發(fā)生變化。

對(duì)自我診斷修復(fù)能力的“渴望”

航天器造價(jià)高、工作環(huán)境復(fù)雜，在空間環(huán)境中若發(fā)生故障很難修復(fù)，從而造成重大損失。因此，航天器故障診斷技術(shù)能否向著智能高效化的方向發(fā)展顯得尤為重要。

“航天器越來(lái)越復(fù)雜，傳感器數(shù)量越來(lái)越多，我們?cè)瓉?lái)采用預(yù)先設(shè)定規(guī)則的故障診斷方法，需要對(duì)各種可能出現(xiàn)的異常設(shè)定判斷閾值，這里就需要大量的專家經(jīng)驗(yàn)，但對(duì)經(jīng)驗(yàn)之外的故障通常缺乏檢測(cè)能力。”航天科技集團(tuán)五院通信與導(dǎo)航衛(wèi)星總體部信息室副主任宮江雷表示。

人工智能技術(shù)會(huì)是衛(wèi)星診斷自身故障的“好幫手”。衛(wèi)星設(shè)計(jì)師正試圖讓航天器搭載人工智能處理部件上天，實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航、控制、數(shù)據(jù)處理、故障判斷和重構(gòu)維修工作。

以往，衛(wèi)星在軌的運(yùn)行狀態(tài)、故障、壽命等情況是通過(guò)地面測(cè)控系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、預(yù)警的，“而人工智能算法具備不斷學(xué)習(xí)強(qiáng)化和自適應(yīng)的特性，數(shù)據(jù)怎么變，它就怎么調(diào)整，并且會(huì)變得越來(lái)越準(zhǔn)確?！睂m江雷表示。

“特別是隨著現(xiàn)在通信、導(dǎo)航、遙感需求的興起和網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度的提升，對(duì)遠(yuǎn)程信息傳輸進(jìn)行良好管理并確保優(yōu)質(zhì)的傳輸性能和可靠性，比以往任何時(shí)候都重要。”宮江雷指出，例如太空垃圾增多，空間碎片撞擊航天器概率變大；衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展導(dǎo)致信息安全領(lǐng)域的隱患越來(lái)越大等，這些都預(yù)示著人工智能技術(shù)有著巨大的發(fā)揮空間。

傳統(tǒng)的故障特征提取與識(shí)別評(píng)估方法是基于人類經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行的，難以準(zhǔn)確描述復(fù)雜故障特征信息，而結(jié)合不同應(yīng)用場(chǎng)景下的多種人工智能學(xué)習(xí)算法，可有效提高航天器復(fù)雜撞擊導(dǎo)致故障檢測(cè)效率和特征分類效果，在探測(cè)和評(píng)估之余提供風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警和修復(fù)幫助。

ChatGPT與航天結(jié)合的設(shè)想

航天科技集團(tuán)一院正在進(jìn)行“智慧火箭”的研究，使火箭在出現(xiàn)故障時(shí)自動(dòng)識(shí)別結(jié)果并主動(dòng)更改策略，實(shí)行自主化飛行，讓火箭更智能、更聰明。

火箭末速修正飛行過(guò)程模擬圖在運(yùn)載火箭高密度發(fā)射常態(tài)化的今天，火箭對(duì)自主故障診斷及任務(wù)重構(gòu)能力也十分“渴望”。一院研究中心人工智能專家介紹：“我們將結(jié)合人工智能與信息技術(shù)，建立運(yùn)載火箭全生命周期的智慧健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，將其貫穿火箭設(shè)計(jì)驗(yàn)證、生產(chǎn)制造、測(cè)試發(fā)射和飛行試驗(yàn)全生命周期?！?/p>

能不能研究一個(gè)定制化的ChatGPT？

航天設(shè)計(jì)師們?cè)O(shè)想：通過(guò)構(gòu)建智能化輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)，整合現(xiàn)有的海量資料及資源，模擬人腦思考的過(guò)程，形成一個(gè)“智慧大腦”，人工智能未來(lái)可能會(huì)成為設(shè)計(jì)航天產(chǎn)品的輔助工具。

ChatGPT與航天結(jié)合后也許就像一個(gè)經(jīng)驗(yàn)豐富的航天高級(jí)專家，可以對(duì)文本數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)化分析、理解與信息提取，輔助設(shè)計(jì)師來(lái)進(jìn)行運(yùn)載火箭和航天器的設(shè)計(jì)工作。由于“智慧大腦”能夠在很短的時(shí)間內(nèi)完成大量知識(shí)的學(xué)習(xí)，并從中找出最優(yōu)方案，設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化和設(shè)計(jì)水平也能夠得到保證。

主發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生故障后，在線規(guī)劃新的停泊軌道與降級(jí)軌道，挽救火箭任務(wù)

以智慧火箭為例，在生產(chǎn)過(guò)程中，“智慧大腦”可以完成對(duì)火箭全生命周期信息的收集與保障，建立起一個(gè)綜合檔案履歷資料庫(kù)，收集制造、裝配、測(cè)試各個(gè)過(guò)程的數(shù)據(jù)與知識(shí)，構(gòu)建大數(shù)據(jù)分析中心，作為智慧火箭的數(shù)據(jù)支撐與健康診斷的依據(jù)，從而降低設(shè)計(jì)和研制成本、提升測(cè)發(fā)效率、提升火箭的可靠性。

定制化ChatGPT也需要通過(guò)深度學(xué)習(xí)，對(duì)人類思維方式建模，讓機(jī)器能夠理解人的行為，并將知識(shí)運(yùn)用到與用戶的交互中，達(dá)到機(jī)器“人性化”的終極目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)人工智能技術(shù)在航天領(lǐng)域的應(yīng)用。

專家指出，實(shí)現(xiàn)定制化ChatGPT，還需要航天工作者將大量訓(xùn)練樣本和知識(shí)信息注入機(jī)器學(xué)習(xí)過(guò)程中，并不斷提升算法的泛化性和適應(yīng)性，在應(yīng)用層進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練，提高算法的水平。

擔(dān)憂之處與先期破冰

人工智能技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，正在悄悄改變航天產(chǎn)品設(shè)計(jì)的原有模式和格局。但宮江雷指出了當(dāng)下的困難：航天器的遙測(cè)故障樣本數(shù)據(jù)較少，深度學(xué)習(xí)算法訓(xùn)練和應(yīng)用的效果會(huì)受限。

除此之外，將人工智能方法應(yīng)用于在軌航天器中仍有許多需要解決的問(wèn)題，如當(dāng)前航天器存在的計(jì)算能力、存儲(chǔ)資源不足的問(wèn)題等。

宮江雷也表示，當(dāng)前的大部分人工智能技術(shù)還處于“弱人工智能”階段，因此在航天領(lǐng)域的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中，仍以發(fā)展輔助分析和輔助決策層次的人工智能技術(shù)為主。

以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為核心的人工智能具有“不可解釋性”，這意味著人類無(wú)法知道智能算法給出這個(gè)結(jié)果的原因?！安豢山忉尅本鸵馕吨L(fēng)險(xiǎn)，特別是在要求“萬(wàn)無(wú)一失”的航天工程任務(wù)中，這也是航天設(shè)計(jì)師們心里擔(dān)憂的。

“我們要對(duì)‘小樣本學(xué)習(xí)’進(jìn)行破局，試圖通過(guò)有限數(shù)量的數(shù)據(jù)集訓(xùn)練出較好的效果。我們還亟需提升星上處理能力，一方面采用高性能的宇航級(jí)芯片提升星上的計(jì)算能力，另一方面升級(jí)星上的信息系統(tǒng)架構(gòu)，提升星上的數(shù)據(jù)傳輸能力，為人工智能算法在衛(wèi)星上的應(yīng)用夯實(shí)基礎(chǔ)。”宮江雷說(shuō)。

未來(lái)，隨著算法、算力和云技術(shù)的進(jìn)一步突破，航天設(shè)計(jì)師們對(duì)未來(lái)“強(qiáng)人工智能”在航天領(lǐng)域終將走向自主決策的應(yīng)用層次表示出樂(lè)觀看好的態(tài)度。

宮江雷始終認(rèn)為，人工智能技術(shù)向航天領(lǐng)域的滲透日趨廣泛，未來(lái)一定會(huì)實(shí)現(xiàn)技術(shù)的跨代，從而促進(jìn)整個(gè)航天領(lǐng)域的發(fā)展。

航天設(shè)計(jì)師對(duì)人工智能技術(shù)的期望，亦是對(duì)探索人類未知、宇宙奧秘的期待。太空之中、九天之外，也勢(shì)必成為人工智能的一個(gè)重要舞臺(tái)。