早在现代计算机真正诞生之前，无数科幻作品就开始为我们带来外太空背景下人工智能乃至智能机器人的精彩故事。从到《星际迷航》里的强大电脑，再到《星球大战》里的C3PO和R2D2，再到《银河漫游指南》里的超级黑手，人工智能和太空仿佛是浪漫科幻里的孪生姐妹——一个但不是。虽然这些故事都是虚构的，但其中有许多是当今现实世界中的想象。今天，我们将重点关注其中一种组合：利用人工智能促进太空活动的商业化。人工智能技术助力卫星和航天器制造卫星和航天器是复杂且极其昂贵的设备。航天器的制造过程中，总是涉及到各种重复性和极其复杂的工作，因此必须以极高的精度进行，始终保持在无尘环境中，对任何形式的污染几乎零容忍。目前，基于人工智能技术的系统和机器人已广泛应用于装备制造过程中，将人类从某些特定的任务中解放出来，专注于加工计算机无法组装的特定零件。在组装卫星的时候，AI技术不仅可以在物理层面加速运行，还可以对过程本身进行分析，思考是否可以改进。此外，AI技术还可以对已经完成的工作进行回顾，确保一切都严格符合预期。最后，在制造过程中引入协作机器人（或“cobots”）有助于减少人类活动对清洁环境的影响。人工智能增强型图像卫星每分钟生成数万张图像，这意味着它们每天需要处理约150TB的数据。几乎地球表面的每一寸都会被卫星实时捕捉，以收集有关气候和环境变化的综合数据。如果没有人工智能技术的支持，图像捕捉将变得异常困难。可以想象人类要解释、理解和分析如此庞大的图像集合是多么痛苦。更可怕的是，分析过程还需要更多的补充和参考。人类缓慢的处理节奏会导致卫星一遍又一遍地回到同一个位置来完成分析过程。在这方面，深度学习和AI识别功能为图像分析带来了强大的帮助。这样的解决方案可以快速浏览航天器拍摄的数百万张图像，分析图像内容，并立即发现图像中的任何问题。与人类不同，人工智能工具不需要休息或睡眠，其全天候的快速处理能力使其成为分析海量数据的理想选择。使用AI捕捉地球图像，我们也不必在卫星和地球之间进行大量通信来确定是否需要拍摄新照片。基于此，人工智能技术将节省大量的传输和处理能力，提高卫星的电池寿命，加快图像采集过程。卫星目前也被用于从太空分析自然灾害。来自卫星的详细图像可以帮助地勤人员了解受损区域、确定灾难如何展开等等。人工智能技术正在介入，使卫星能够更快地应对自然灾害。在机载人工智能的帮助下，卫星可以确定自然灾害的位置并导航到相应的区域，从而使图像采集过程自动化，而无需等待人类缓慢的（与计算机相比）处理节奏。AI系统甚至可以用来分析探测器到达深空后收集到的数据，以快速了解这里的环境是否有可能孕育生命。AI会查看系外行星的环境模式，看看上面是否存在某种生命形式的可能性。经过筛选后，AI会将可能有生命存在的星球发送给人类进一步验证。监控卫星健康卫星是极其复杂的设备。从内部故障到与其他卫星的碰撞，问题随时可能出现。为了帮助保持卫星的正常运行，人工智能技术被用于监测卫星的健康状况。人工智能可以持续监控传感器和设备本身，发出警报，并在某些情况下采取纠正措施。例如，SpaceX正在使用人工智能来防止其卫星与太空中的其他物体相撞。人工智能还被用于控制卫星和其他航天器的导航功能。AI可以看到其他卫星、行星和空间碎片的运动规律，发现规律后及时调整车辆前进路径，避免碰撞。尽管这方面的表现已经相当不错，但一些人工智能专家担心人工智能系统可能存在漏洞或故障。他们强调，在航天器上安装人工智能导航功能只会让太空系统更加脆弱。然而，同时使用AI解决方案进行网络安全和设备健康监控有望抵消由于复杂性增加而导致的鲁棒性下降。除了保持航天器运行外，地球与太空之间的通信也面临许多挑战。根据大气条件、其他信号的干扰和环境因素，卫星可能需要克服各种通信障碍。现在，人们开始利用人工智能技术来控制卫星通信，以解决传输过程中的各种问题。这些支持AI的系统可以设置将数据传输到地球或其他卫星所需的确切功率和频率。使用机载人工智能，卫星将不断这样做，确保卫星在保持其轨道的同时继续发送信号。人工智能也被其他行星甚至深空的航天器所使用，当然包括目前在火星上运行的火星探测器。在最近的AIToday播客中，NASA喷气推进实验室(JPL)负责人汤姆·索德斯特罗姆(TomSoderstrom)分享了他使用人工智能技术确保火星探测器、宇宙飞船和其他全球设施正常运行的经验。火星探测器上的AI主要用于实现设备导航。计算机每分钟对探测器的路线进行多次更改。火星探测器使用的AI技术在本质上与无人驾驶汽车高度相似。两者的主要区别在于检测器不需要考虑其他车辆或行人的活动，但需要在更复杂的地形上运行。探测器在移动时，计算机视觉系统会分析当前地形，遇到问题时，AI自主系统会调整前进路线，帮助其及时避开障碍物。AI与太空：相互成就过去几年，太空探索的商业化进程一直在推进，甚至有多家公司开始尝试推出商业太空旅行服务。与此同时，人工智能技术正在努力让太空商业化成为可能，让太空成为一个安全的工作环境。相信在人工智能与太空的合作下，人类将以更快的步伐探索地球摇篮之外的广阔世界。
