人工智能技術(shù)在航天領(lǐng)域的應(yīng)用

鄧堯聲

摘 要：在航天領(lǐng)域中，機械的故障診斷、運輸和管理都有很多與人工智能相結(jié)合的研究。人工智能控制技術(shù)已經(jīng)受到了世界性的廣泛應(yīng)用。將人工智能和計算機技術(shù)融入到故障診斷系統(tǒng)中，依靠數(shù)學模型進行控制，從而實現(xiàn)智能控制在航天領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用。人工智能在運載火箭和空間站中的應(yīng)用，是利用和智能有關(guān)的復(fù)雜功能，這也引起了我國航天工作者的高度重視。本文著重研究人工智能技術(shù)在航天領(lǐng)域的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：人工智能技術(shù) 航天領(lǐng)域 應(yīng)用 效率

引 言

人工智能在發(fā)展中也涵蓋了很多其他科學領(lǐng)域的內(nèi)容，比如計算機、識別系統(tǒng)、語言系統(tǒng)等等。人工智能技術(shù)應(yīng)用于專家系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、診斷系統(tǒng)和識別系統(tǒng)，而專家系統(tǒng)則是人工智能研究較為重要的一個部分。國際上很多國家都非常重視人工智能技術(shù)在航天領(lǐng)域的應(yīng)用，人工智能可以用于故障分析、空間站、火箭承載等等，這些領(lǐng)域?qū)θ斯ぶ悄芗夹g(shù)的需求也較大。下面就從這幾個方面著手，介紹人工智能在推進系統(tǒng)和航天領(lǐng)域中的應(yīng)用。

一、故障診斷系統(tǒng)中的應(yīng)用

在社會信息化和數(shù)字化的發(fā)展中，人工智能和自動化技術(shù)都有飛速的進步。在航天領(lǐng)域中，早就采用了人工智能故障診斷?；谌斯ぶ悄艿墓收显\斷成為了一種新的故障診斷方式，并且有一定的成效。人工智能診斷就是為了保證系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，需要建立一個監(jiān)控系統(tǒng)對發(fā)動機工作期間的狀態(tài)進行控制。

人工智能在故障診斷系統(tǒng)中的應(yīng)用是根據(jù)設(shè)備運行的情況，采用人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基本理論。這種人工智能系統(tǒng)具有一定的學習知識能力，其學習系統(tǒng)采用機器學習模型，根據(jù)發(fā)動機的故障數(shù)據(jù)的產(chǎn)生就可以快速辨別故障的原因和特征?？焖偻瓿蓤D形匹配實施診斷，也保持著一定的精確度和效率。

人工智能診斷法主要根據(jù)模糊邏輯智能診斷系統(tǒng)，故障管理診斷系統(tǒng)，神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)預(yù)測和專業(yè)智能診斷等等相結(jié)合的方式。人工智能系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)診斷工作自動化，可以提高效率和精確度，同時縮小人力浪費，降低成本。人工智能故障診斷法在航天領(lǐng)域中的成效指日可待，相信在未來也一定會得到推廣和發(fā)展。

二、運載火箭中的應(yīng)用

根據(jù)目前的情況來看，人工智能也可以運用在運載火箭中。為了降低運載火箭在地面操作時產(chǎn)生的費用，可以開發(fā)低耗費，同時具有操作性和可靠性的系統(tǒng)。人工智能可以應(yīng)用在液氧專家系統(tǒng)中，在航天飛行發(fā)射的準備階段，對航天飛機液氧加注系統(tǒng)進行故障診斷。如果航天飛行在地面操作出現(xiàn)異常，液氧專家系統(tǒng)就會自動進行診斷，判斷出出現(xiàn)異常的問題，并且及時停止發(fā)射的加注故障系統(tǒng)?，F(xiàn)今，液氧專家系統(tǒng)已經(jīng)可以在故障出現(xiàn)的前幾秒鐘發(fā)現(xiàn)并且提出故障解決辦法。如果由系統(tǒng)工程師來解決，則需要花費幾分鐘的時間并且可靠性較低。所以人工智能自動診斷技術(shù)有效提高了航天飛行的地面操作安全性。

自動檢測的系統(tǒng)工程師也是一個實時人工系統(tǒng)。實時人工系統(tǒng)是以液氧專家系統(tǒng)為基礎(chǔ)，對航天飛行的硬件進行測試。人工智能技術(shù)是將發(fā)射過程中的流程進行再設(shè)計，在出現(xiàn)問題的時候，可以自動改變整個航天飛行的計劃，并且對原有計劃進行調(diào)整，從而在后期繼續(xù)飛行的時候，系統(tǒng)也可以適應(yīng)新的計劃。將原本的流程自動化，可以有效減少航天飛行的地面操作成本。

三、空間站中的應(yīng)用

空間站在航天領(lǐng)域占據(jù)重要的作用，而人工智能在空間中也有一定的應(yīng)用。在早期預(yù)測空間站的使用壽命的時候，就采用了大量的人工智能技術(shù)。同時，通過專家系統(tǒng)和艙載系統(tǒng)提高連續(xù)監(jiān)控，減少人力需求，再采用專家系統(tǒng)管理艙載資源和操作人員的時間。空間站上運用專家系統(tǒng)，對科研需求來說更加可靠、有效。

空間站如果要長期使用，就需要采用自動化和機器人技術(shù)，這些都是人工智能為基礎(chǔ)的衍生。為了減輕空間站搭載科學家的負荷，提高工作效率，就可以采用專家系統(tǒng)來支援空間站的方案。專家系統(tǒng)采用綜合監(jiān)視分系統(tǒng)、電子元件等等組成，如果發(fā)生故障，就由分系統(tǒng)發(fā)出指令，專家系統(tǒng)進行會診。

四、人工智能在導(dǎo)彈中的應(yīng)用

人工智能可以應(yīng)用在導(dǎo)彈的制作和控制上。導(dǎo)彈武器的智能化也是很多國家都重視的研究技術(shù)。借助人工智能的目標識別技術(shù)和智能跟蹤技術(shù)，導(dǎo)彈達到智能尋找目標和跟蹤，并且選擇有效攻擊點。

人工智能也可以對導(dǎo)彈進行火力控制。人工智能系統(tǒng)有高級軍事指揮家的知識和經(jīng)驗，采用智能處理機和智能控制的方式，進行推理和判斷，從而決策。導(dǎo)彈通過專家系統(tǒng)來改善空軍作戰(zhàn)武器維護測試的手段。采用人工智能開發(fā)一種自動的靈敏武器系統(tǒng)作為自動測試設(shè)備的補充。這是目前最快、最有效的自動測試方式，并且始終如一。

人工智能在導(dǎo)彈中起到了檢測的作用、維修的專家系統(tǒng)。在系統(tǒng)出現(xiàn)故障或者不工作的時候，可以采用這些作為補充系統(tǒng)。故障排查和測試的專家系統(tǒng)將和控臺連接使用，以便進行實時處理。這些都是軍事專家系統(tǒng)，當下美國已經(jīng)研發(fā)出了一些軍事專家系統(tǒng)，比如PA系統(tǒng)，就是一個戰(zhàn)斗機機載專家系統(tǒng)，IAAS系統(tǒng)是智能空中攻擊系統(tǒng)。

結(jié)束語

隨著人工智能的發(fā)展，在航天領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越廣泛。航天領(lǐng)域在每個國家都占據(jù)重要的地位，我國航天工作對此方面的研究還有不足，還需要密切關(guān)注國際領(lǐng)域上人工智能應(yīng)用的新動向，積極展開這一方向的研究。

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