假如讓人工智能（AI）來研制衛(wèi)星，會不會出現(xiàn)意想不到的造型結(jié)構(gòu)，能不能在海洋監(jiān)測方面帶來突破性進(jìn)展？

9月9日，2024年浦江創(chuàng)新論壇舉行“空天海洋先進(jìn)科學(xué)與技術(shù)論壇”，專家學(xué)者分享了相關(guān)領(lǐng)域的前沿信息，讓聽眾得以窺見在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革背景下，哪些先進(jìn)技術(shù)正在助力空間和海洋科學(xué)研究，哪些創(chuàng)新合作形式正在加速推進(jìn)成果轉(zhuǎn)化。

人工智能讓衛(wèi)星“脫胎換骨”

今年的浦江創(chuàng)新論壇上，人工智能成了幾乎所有專家繞不開的話題。那么對于從事衛(wèi)星設(shè)計(jì)、制造和運(yùn)維的科研人員來說，AI意味著什么？

對此，衛(wèi)星數(shù)字化技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任高法睿（Farid Gamgami）表示，人工智能在衛(wèi)星領(lǐng)域的影響非常深遠(yuǎn)。比如，AI的介入有助于邊緣計(jì)算的使用，有了這種計(jì)算方式，衛(wèi)星上能夠直接處理數(shù)據(jù)，不必再把數(shù)據(jù)帶回到地面上處理，這極大緩解了衛(wèi)星的存儲壓力，也使用戶能夠獲取更多可操作的數(shù)據(jù)和信息。

此外，衛(wèi)星、空間站等航天結(jié)構(gòu)不是消費(fèi)品，而往往是具有特殊目的的定制產(chǎn)品，降本提質(zhì)始終是一個(gè)難題。高法睿指出，AI可優(yōu)化衛(wèi)星的設(shè)計(jì)，提高產(chǎn)品質(zhì)量，縮短研發(fā)時(shí)間，降低投入成本。

中國科學(xué)院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院副院長、衛(wèi)星數(shù)字化技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任張永合表示，在航天領(lǐng)域，人工智能首先能在數(shù)據(jù)應(yīng)用層面發(fā)揮作用。比如今年5月，中國科學(xué)院上海天文臺的團(tuán)隊(duì)通過深度學(xué)習(xí)方法，發(fā)現(xiàn)了極其稀少的107例宇宙早期星系內(nèi)冷氣體云塊成分的關(guān)鍵探針——中性碳吸收體。張永合表示，這說明AI可以發(fā)現(xiàn)我們用常規(guī)方法發(fā)現(xiàn)不了的現(xiàn)象，并能從數(shù)據(jù)中找到新的科學(xué)信息。

其次，在衛(wèi)星制造層面，人工智能可以提質(zhì)增速。目前，研發(fā)人員在接到衛(wèi)星研制需求后，要經(jīng)過整體設(shè)計(jì)、分系統(tǒng)設(shè)計(jì)、測試驗(yàn)證、制造裝配等步驟。在這整個(gè)過程中，傳統(tǒng)模式是人與人之間通過紙張文件傳遞信息，而現(xiàn)在數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用廣泛，一些文字表達(dá)的內(nèi)容需求被模型化，越來越多的內(nèi)容轉(zhuǎn)換成了計(jì)算機(jī)語言，能在比較短的時(shí)間內(nèi)獲得更優(yōu)化的方案。這種“工程師+AI”的模式也許能夠超越工程師本身的創(chuàng)造。

更進(jìn)一步的，就是生成式設(shè)計(jì)。比如衛(wèi)星結(jié)構(gòu)，人類工程師設(shè)計(jì)出來的，無非是經(jīng)常能夠看到或能夠簡單模仿的造型。但假如融入了AI系統(tǒng)，生成式設(shè)計(jì)的產(chǎn)物很可能超出人類想象。不過，張永合也坦言，要實(shí)現(xiàn)上述愿景，還需要很長一段時(shí)間，而且還需要制造能力的同步升級。

衛(wèi)星領(lǐng)域亟需國際合作新范式

論壇上，阿聯(lián)酋大學(xué)國家空間科技中心主任阿里·阿勒謝希作了《空間無邊界》的主題演講。他強(qiáng)調(diào)，科學(xué)無國界，在航天領(lǐng)域，全世界都應(yīng)消除邊界、嘗試合作。葡萄牙系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)工程研究所高級研究員若阿金·若昂·索薩也指出，面臨如此多的挑戰(zhàn)，大家真正需要的就是協(xié)作。

中國科學(xué)院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院院長胡海鷹介紹，衛(wèi)星創(chuàng)新院積極搭建國際合作平臺，與多個(gè)國家和地區(qū)建立了緊密的科研合作關(guān)系。中國-葡萄牙星?！耙粠б宦贰甭?lián)合實(shí)驗(yàn)室、近期發(fā)射的中法天文衛(wèi)星SVOM，以及中國與阿聯(lián)酋的衛(wèi)星合作項(xiàng)目等，都是國際合作的生動體現(xiàn)。

此外，衛(wèi)星創(chuàng)新院依托衛(wèi)星數(shù)字化技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，匯聚國內(nèi)外頂尖人才，重塑衛(wèi)星研發(fā)模式。張永合透露，空間科學(xué)合作需要一種新范式，而這種新范式的重點(diǎn)是“從教育到應(yīng)用”。中方與外方之間的交流互鑒，其意義不僅在于完成項(xiàng)目，更在于通過教育培訓(xùn)，提升工程師隊(duì)伍的設(shè)計(jì)能力。雙方可先在教育層面加強(qiáng)合作，在長期合作的過程中維持紐帶。他相信，國際化水平逐漸提升后，項(xiàng)目合作應(yīng)該會水到渠成。

而作為外籍專家，不久前剛剛就任重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任的高法睿對國際合作有著更深切的體會。他表示，中國在航天領(lǐng)域是一個(gè)新興崛起的國家，而且正在變得越來越強(qiáng)大，正在為全人類的探索太空作出卓越貢獻(xiàn)。選擇加入重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，受聘管理崗位，對他來說是一個(gè)恰逢其時(shí)的決定，也是一個(gè)“千載難逢的機(jī)會”。

上任兩個(gè)月以來，高法睿將工作重心放在人工智能、數(shù)字孿生等技術(shù)領(lǐng)域。他表示，要確保衛(wèi)星的穩(wěn)定運(yùn)行，傳統(tǒng)技術(shù)與新技術(shù)，特別是數(shù)字化技術(shù)的結(jié)合必不可少。