人工智能技术如何帮助太空实现商业化

在现代计算机技术成为现实之前，科幻小说就在外太空的背景下为我们提供了许多人工智能和智能机器人的例子。从《2001：太空漫游》和《星际迷航》中的计算机，到《星球大战》中的C3PO和R2D2，甚至在《银河系漫游指南》中出色的机器，人工智能和太空似乎都可以并存。尽管这些案例都是虚构的，但实际上我们确实开始在现实中看到一些例子，在这些例子中，我们正在使用人工智能帮助#太空探索#商业化。

卫星和航天器是复杂而昂贵的设备。在航天器的制造中，需要重复执行复杂的任务，而这些任务必须采用严格的精度措施来完成，并且通常必须在洁净室中完成，而且完全不能暴露于潜在的污染中。使用AI技术的系统和机器人已被用于制造过程，并替代了人类目前执行的某些任务，从而使人们可以专注于计算机无法实现的零件组装工作。

在组装卫星时，人工智能不仅可以从物理上帮助加快流程，而且可以分析流程本身，以查看是否有方法可以改进流程。此外，AI还可以查看已执行的工作，并确保一切都已正确完成。此外，在制造过程中使用协作ADC12038CIWM机器人（“ cobots”）有助于减少洁净室中对人工的需求，并使制造过程更可靠，避免出错。

卫星每分钟都会生成成千上万个图像。卫星每天处理大约150 TB的数据。这些图像捕获了从天气到环境图像以及数据等信息，可以精确到地球上的几英寸大小。捕获地球图像会在AI帮助下自动引入许多挑战和机遇。没有人工智能，人类将主要负责解释、理解和分析图像。等到人们四处分析图像时，可能必须等待卫星移回同一位置才能进一步完善图像分析。

深度学习和启用AI的识别功能为分析图像提供了强大的功能，并具有查看航天器产生的数百万张图像的能力。另一端的人工智能可以在拍摄图像时对其进行分析，并确定图像是否存在问题。与人类不同，人工智能不需要睡觉或休息，因此它可以快速处理大量数据。使用AI捕获地球图像还可以避免与地球之间进行大量通信以分析照片并确定是否需要拍摄新照片的需要。通过减少通信，AI可以节省处理能力，减少电池使用量并加快图像的收集过程。

卫星也被用来分析太空中的自然灾害。卫星的详细图像可以帮助地面人员看到受害者，确定灾难发生的过程等等。人工智能正在被用来帮助加快卫星对自然灾害的反应。借助机载AI，卫星可以确定自然灾害的位置并导航至该位置。他们还能够自动执行图像收集过程，从而使计算机不必等待人类而实现快速响应。

人工智能系统甚至被用来帮助分析从探测器进入深空所收集的数据，以查看它们是否能够维持生命。AI会仔细查看，以帮助确定它们是否可居住或可能存在某种形式的生命。然后将潜在的行星发送给人类进行进一步审查。

卫星是操作复杂的设备。从设备故障到与其他卫星的碰撞，可能会有许多潜在问题。为了帮助保持卫星正常运行，人工智能被用来监视卫星的健康状况。AI可以持续监控传感器和设备，提供警报，并在某些情况下采取纠正措施。例如，SpaceX使用AI来防止卫星与太空中的其他物体碰撞。

AI还用于控制卫星和其他航天器的导航。AI能够查看其他卫星、行星和太空碎片的模式。 一旦AI找到了图案，它就可以改变飞行器的路径，避免发生任何碰撞。尽管这功能十分强大，但一些AI专家仍对这些系统的潜在漏洞感到担忧。专家认为，在航天器上安装AI导航后，航天器将变得更加脆弱。但是，利用AI来进行网络安全和工艺健康监控可以帮助抵消这种情况。

除了使航天器保持运转之外，地球与太空之间的通信也可能具有挑战性。根据大气状况，其他信号和环境的干扰，卫星需要克服很多通信困难。现在，AI被用于帮助控制卫星通信以克服传输问题。这些具有AI功能的系统能够确定将数据传输回地球或其他卫星所需的功率和频率。通过内置AI，卫星将不断地执行此操作，以便卫星在其轨道上前进时，信号可以通过。

其他星球或太空深处的航天器也正在使用AI，例如火星探测器。在最近的《AI Today》播客中，NASA喷气推进实验室（JPL）的负责人汤姆·索德斯特伦（Tom Soderstrom）分享了有关如何将AI用于火星探测器，航天器以及全球设施运行的解答。

火星探测器上的AI用于导航。计算机能够每分钟对流动站的路线进行多项更改。火星漫游者背后的技术与自动驾驶汽车所使用的技术非常相似。主要区别在于，漫游车是在更复杂的地形上行驶，并且不用考虑其他车辆或行人交通。漫游车移动时，计算机视觉系统会分析该复杂地形。如果遇到地形问题，自治系统会更改漫游车的行驶路线，以避开它或调整导航。

在过去的几年中，我们看到了将太空商业化的巨大努力。甚至有几家公司正在研究太空旅行的机会。人工智能正在努力使太空商业化成为可能，并使太空成为安全的作业环境。人工智能在太空中的各种优势共同发挥作用，可以进一步帮助人类探索未知世界。