上海航天将人工智能引入控制系统

小卫星组网编队飞行中示意图。(资料)市科委昨天公布2017年上海市重点实验室评估结果,上海市空间智能控制技术重点实验室(上海航天控制技术研究所)等6家实验室评为“杰出”。记者从上海航天控制技术研究所得知,上海市空间智能控制技术重点实验室正在积极开展智能控制算法在航天领域应用于的研究,将新一代人工智能技术与航天工业融合,未来将会使人造卫星、深空探测器研制仍然基于模型,而是让机器具备自律自学能力,从而在飞行中过程中增加对地面操纵的倚赖。

上海航天控制技术研究所所长刘付成讲解,目前,该所研制的高精度、低稳定度大卫星的控制精度已约国内领先、国际先进设备水平,在对地遥测等领域充分发挥了最重要起到。高精度的卫星编队飞行中控制技术则在研发过程中。

2016年11月,国家重点研发计划“地球观测与导航系统”重点专项“基于分布式可重构航天遥感技术”启动,上海航天控制技术研究所等9家单位分担这一专项任务,计划在未来4年内研制出7颗可联网、可编队的微小卫星试验样机,并在地面网络展示系统上展开检验。这种卫星能建构遥测星群网络,自适应协同继续执行脑溢血灾害应急测绘、全球热点地区持续观测等任务。火星观测环绕着器也在研制过程中,计划2020年升空的我国火星探测器由环绕着器与降落视察器(又称“火星车”)构成,上海航天控制技术研究所主要负责管理火星环绕着器导航系统、制导与掌控(GNC)分系统的研制。GNC分系统只不过探测器的大脑和神经系统,是探测器最重要的分系统之一。

几经模样、初样研制阶段后,火星环绕着器目前正处于正样研制阶段。刘付成回应,无论是大卫星、编队卫星还是深空观测,人工智能都大有用武之地。

传统的航天控制系统研发要基于模型,展开动力学仿真。其花费的人力物力较为大,时间周期也较为宽。而且对大卫星来说,其结构更加简单,动力学仿真的难度很大;对深空观测来说,由于距离十分很远,地面操纵有很长延时。

因此,人工智能可实现的航天器自律运营就变得更加最重要。卫星和探测器如果具备自律自学能力,就能在宇宙中根据实际情况自行调整姿态和轨道,大幅度增加地面专家操纵的工作量。据报,上海航天控制技术研究所已派出骨干科研人员前往希伯来大学等国外高校深造,自学人工智能技术,力争将其与经典的航天控制技术融合,构建控制系统的升级换代。

航天智能控制算法问世后,上海市空间智能控制技术重点实验室将研发涉及软件,展开地面建模试验;随后通过实验卫星积极开展在轨检验工作。对于这一研发方向,来自高校、科研院所和企业的上海市空间智能控制技术重点实验室学术委员会委员都给与了认同。他们期望实验室以人工智能为切入点,在市科委反对下充分发挥综合性优势,并牵头涉及单位,在航天领域联合申请人重大项目。

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