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王兆魁：《航天探索中的人工智能技术：现状与未来》 ——在2020云天大会航天大数据产业峰会上的报告
发布时间：
2021-01-08
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清华大学副教授王兆魁作主题报告
“
人工智能领域真正有价值的是模式识别，航天遥感对内容的解读和判断的不足恰好是人工智能所擅长的领域。因此，二者的结合一定能够产生革命性的影响。
——王兆魁
”
我要说的人工智能可能与航天产业结合不是太紧密，但是相信能够对推动产业发展有一些启发。
清华大学航空航天学院的分布与智能航天系统实验室已经成立了十几年，实验室的工作主要是三个方面：
- 航天器动力学理论。关于星座的设计、保持和控制是我们实验室牵引性的研究版块；
- 微小卫星在科学探测方面的应用。今年8月，我们在酒泉卫星发射中心发射了清华重力与大气科学卫星，这也是我们将基础理论研究成果和卫星控制相结合的一次尝试。此次发射任务要感谢航天驭星提供的测控服务，现在每天仍在为我们提供数据；
人工智能。人工智能作为近年科技领域的新兴热点，其实在五十年就已经有人提出，近些年才得到飞速发展的动因是大数据和超强的计算能力。人工智能领域真正有价值的是模式识别，航天遥感对内容的解读和判断的不足恰好是人工智能所擅长的领域。因此，二者的结合一定能够产生革命性的影响。
以上就是分布与智能航天系统实验室研究的三个方向，云计算和分布式计算带来了低成本、高效率的数据获取能力。从根本上看，航天行业的资金来源于政府，在航天未能大规模输入市场的情况下，产业政策和国家重视程度就显得尤为重要。我们今天讨论的航天产业证明了国家战略的变革，当这个蛋糕做大之后，中国航天产业将突破一个瓶颈。2017年国务院印发了《新一代人工智能发展规划》，引起了一波研究热潮，所以说政策与行业发展是相互促进的。深度算法在原理上没有大的变化，但是世界主要研究机构做了很多研究——在算法、数据成熟的情况下，以深度学习和强化学习为主要特点的新型人工智能有很大的进步，特别是为一些通用平台的开发推广提供了很大的便捷。那么人工智能的蓬勃发展与航天有什么关系呢？从需求来看，人工智能与航天结合非常迫切。新一轮的航天探索热潮将会带领人类登上月球。但是遥远的距离以及如何在月球上生存都是很大的难题，人工智能将会是有效解决方法。从技术来看，航天产业人工智能的难点在于特殊的环境和数据来源的稀缺性。目前，国内每年发布的关于人工智能的论文不计其数，但是大多数文章的应用范围仅限于地面，航天方面的运用较少。在有限的能源、有限的数据这样的环境下实现人工智能有一定的难度。针对以上的问题，我们尝试性做了一些工作。
关于遥感信息的在轨智能处理
高分辨和全覆盖本身是矛盾的，我们对精细度和时效性有了更高的要求。从这个角度来说，大规模发展遥感卫星星座的需求迫切。
如何应用数据
以森林火灾为例，当火灾发生时，当地政府会调用人员进行救灾。但是当发生大规模甚至是全球性的火灾时，就需要强大的数据收集和应用能力。目前，我们正在与中电集团合作一个项目，打通了算法训练、应用软件嵌入系统试验。另外，在军用方面，我们把电子侦察信息和SAR成像信息结合使用，还提出了将姿态运动特征和物质运动特征进行叠加，获得了良好的视频图像。智能识别的方法不但可以识别遥感目标，还可以识别人的动作和行为，将来人工智能一定会是推动航天产业发展、提高航天应用能力的关键点。（根据录音整理，有删减，本文仅代表作者个人观点）
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