“天問(wèn)二號(hào)”任務(wù)將應(yīng)用人工智能技術(shù)探測(cè)小行星

受制于探測(cè)距離遠(yuǎn)、任務(wù)過(guò)程復(fù)雜、天地交互受限等問(wèn)題，小行星探測(cè)非常依賴地面協(xié)同支持，探測(cè)效率不高、風(fēng)險(xiǎn)較大，亟需人工智能技術(shù)賦能以提升探測(cè)過(guò)程自主應(yīng)變、快速交互和環(huán)境適應(yīng)的能力。

我國(guó)即將于2025年實(shí)施“天問(wèn)二號(hào)”任務(wù)，首次對(duì)近地小行星2016HO3開展伴飛緊測(cè)并取樣返回，之后前往主帶彗星“開展伴飛緊測(cè)。在“天問(wèn)二號(hào)”任務(wù)中，將突破智能控制、弱引力天體繞飛及取樣等關(guān)鍵技術(shù)，采用智能自主技術(shù)應(yīng)對(duì)小行星不確定的目標(biāo)特性，實(shí)現(xiàn)小行星三維重構(gòu)的測(cè)量與建模、小行星接近過(guò)程的自主信息識(shí)別與自主導(dǎo)航、小行星采樣的自主操作等。

人工智能技術(shù)使探測(cè)器系統(tǒng)具備與人類相似的智能感知及靈活應(yīng)變能力，克服小行星環(huán)境動(dòng)態(tài)不確定和信息不完備等不利條件，提升任務(wù)優(yōu)化的效率和決策水平，有利于詳查階段的探測(cè)效率提升和繞飛/伴飛、攀爬、采樣等高動(dòng)態(tài)任務(wù)的開展。

?當(dāng)前人工智能賦能小行星抵近探測(cè)的研究仍以技術(shù)探索為主，距離實(shí)際任務(wù)應(yīng)用有較大差距。在可靠性與穩(wěn)定性方面，人工智能方法具有不確定的風(fēng)險(xiǎn)，少量關(guān)鍵特征信息的改變就有可能影響智能模型判斷結(jié)果，與重大深空探測(cè)任務(wù)的高可靠性、高成功率要求相違背。此外由于不同小行星特性迥異、已有探測(cè)數(shù)據(jù)量有限，人工智能模型不具備基于現(xiàn)有的數(shù)據(jù)建立起具有泛化性和普適的小行星認(rèn)知的理論基礎(chǔ)。為應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，對(duì)人工智能的可靠性、靈活應(yīng)變和適應(yīng)能力也提出了更高更迫切的需求，未來(lái)需重點(diǎn)關(guān)注的發(fā)展方向可能包括大規(guī)模預(yù)訓(xùn)練模型、可信人工智能、內(nèi)嵌數(shù)理知識(shí)的人工智能和具身化智能等。以推動(dòng)人工智能在小行星探測(cè)任務(wù)中的實(shí)際應(yīng)用，逐步縮小技術(shù)探索與任務(wù)需求之間的差距。

節(jié)選自《北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)·人工智能賦能小行星抵近探測(cè)的研究現(xiàn)狀及展望》，作者：尹繼豪、魏曉東、崔林艷、吳文峻、張曉明、劉傳凱

來(lái)源：深空探測(cè)實(shí)驗(yàn)室

轉(zhuǎn)載時(shí)間：2024-12-11

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