【智库声音】人工智能上太空！终于走到这一步

来源： 学术plus

人工智能在太空行动中的应用分析

作 者： Chris Bogdan ，F-35计划前负责人，Booz Allen Hamilton航空航天业务高级副总裁， Saurin Shah ，Booz Allen Hamilton国家安全业务人工智能负责人

编译：禹化龙， 审校：电科小智

来源：SPACENEWS网站（转载自公众号“中国新一代人工智能”）

当前，太空环境正变得越来越拥挤、复杂并充满争议，太空已不再是美国或盟军太空资产的安全庇护所。 人工智能可显著提高太空作为作战域的意识和指挥控制决策，提高卫星及其连接网络的弹性。 为发挥人工智能技术进步带来全部潜能，必须提升人工智能技术的安全性并信任人工智能技术。人工智能的分析结果将帮助进行决策，但指挥和操作人员面临生命和关键资产等风险时是否信任人工智能则是必须解决的问题。

以下是人工智能 加强关键太空任务的 4个主要方面，及其相关的技术方法示例：

利用人工智能提高对 太空域 的认识

太空变得越来越拥挤。 目前，环绕地球运行的卫星超过2600颗，10厘米及以上的物体超过3.4万个，1至10厘米间的空间碎片约90万片。它们都以不同的轨道、不同的平面和不同的速度运动。 清楚地了解这种复杂的环境是在太空中安全运行和保护太空资产的重要的第一步。 人工智能可在多个层面上发挥作用，帮助操作员判断物体是空间碎片还是运行的卫星等，并做出适当回应。 具体包括以下两个方面：

利用人工智能 系统 根据现有 数据生成地球 附近太空 轨道 上已知 物体 的 综合目录。 该人工智能系统可连续监视和评估存在碰撞的可能性，并在风险增加的情况下向卫星和航天器操作员发出警报。一旦操作员借助其 “空间目录”确定一颗卫星处于危险之中，人工智能就可以帮助他们确定保护该卫星的最佳行动方案。 这样的人工智能/机器学习系统会将传统的建模和仿真与深度学习网络相结合，快速生成一系列避开太空物体的潜在动作。

在太空中，每种潜在的回避策略都带有各种利弊，并可能产生些许互相关联的影响，例如，一种行动方案可减少燃料耗费等影响，另一种行动方案则可帮助操作人员最大程度地减少下游干扰或碰撞。 因此，操作 人 员可 对 人工智能/机器学习系统进行 预设 编程， 使其能 根据当前 的 任务标准 给出 最合适的回避 方案，以供指挥或操作人员依需判断选择 ， 以 执行最适当的操作，使宝贵的太空资产免受伤害。

时间紧急的情况下，人工智能/机器学习系统可在几分钟内提供推荐方案，而传统方法则需要数小时或数天。 这就是使用人工智能在日益拥挤的太空环境中加速领域感知并减少意外冲撞的能力。

利用人工智能加速指挥控制与决策

人工智能在 指挥控制决策领域 也具有巨大的应用潜力，尤其是在资产受到威胁而反应时间很短的情况下。 由于操作员必须保护太空资产免受反卫星（ASAT）武器的攻击，因此其可能只有几分钟的应对时间。运用人工智能和数据分析将帮助决策者快速、有效地分析大量数据并迅速采取后续可能的行动，这在过去几乎是无法实现的。

人工智能系统分析ASAT轨迹数据以识别可能的目标，随后，其可 迅速制定多种行动方案，采取包括机动、反制或参与进攻、防御等行动。 人工智能系统的行动方案是在考虑到相关后果和影响的基础上给出的，操作和指挥人员可及时获得优化选择的菜单，从而加速指挥和控制决策，并加强关键任务的太空防御能力。

通过机器学习和自动化增强弹性

为满足全球通信和数据传输的商业需求，卫星星座及其连接网络正变得越来越庞大、复杂，卫星通信网络正变得越来越容易受到日益复杂的动能和非动能武器威胁和攻击。