“與以往的衛(wèi)星不同，‘天智二號(hào)’D星不再單設(shè)星務(wù)、姿控、數(shù)管等分系統(tǒng)。”中國(guó)科學(xué)院軟件研究所研究員趙軍鎖告訴科技日?qǐng)?bào)記者，得益于高達(dá)40TOPS（即每秒鐘萬億次操作）的星載算力，衛(wèi)星軟件首次實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一微云計(jì)算平臺(tái)上的全部署，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)智能調(diào)度和運(yùn)算。
智能的基礎(chǔ)是“數(shù)據(jù)共享”
2017年，科技部副部長(zhǎng)李萌在解讀《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》時(shí)指出，新一代的人工智能主要是大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的人工智能。
5年多以來，地面上的人工智能已經(jīng)逐步實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)。而在空天領(lǐng)域，受限于組織架構(gòu)和算力等原因，數(shù)據(jù)一直局限在分系統(tǒng)內(nèi)部。
“例如，恒星敏感器是衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)的重要組成部分，它獲取的數(shù)據(jù)以往只能用于衛(wèi)星姿態(tài)的控制，這些數(shù)據(jù)對(duì)其他任務(wù)比如圖像采集也有作用，能不能利用上呢？”趙軍鎖說，“天智二號(hào)”D星上自主研發(fā)的天基超算平臺(tái)能打破原有的分系統(tǒng)分割，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，驅(qū)動(dòng)智能運(yùn)算。
據(jù)介紹，“天智二號(hào)”D星在硬件方面首次采用智能計(jì)算引擎+交換機(jī)+智能部組件的創(chuàng)新架構(gòu)設(shè)計(jì)。交換機(jī)作為“樞紐”，對(duì)上連接各種計(jì)算引擎，對(duì)下連接超分相機(jī)、寬視場(chǎng)相機(jī)、測(cè)控磁棒、慣性測(cè)量單元等組件，形成了“聯(lián)控聯(lián)用”的新模式。
“‘聯(lián)控聯(lián)用’的好處是不但降低了接口設(shè)計(jì)復(fù)雜度，而且提高了存算資源利用率。”趙軍鎖說，“天智二號(hào)”D星體積小能量大，在設(shè)計(jì)時(shí)便提高要求，采用緊湊結(jié)構(gòu)，在確保高星載算力、實(shí)現(xiàn)米級(jí)對(duì)地分辨率的同時(shí)，身材小巧，僅19公斤。
“開放”讓衛(wèi)星越來越聰明
“不斷演進(jìn)的能力是智能化的更高階段。”趙軍鎖表示，科研工作要立足長(zhǎng)遠(yuǎn)，尤其面向深空探索的科研項(xiàng)目，在設(shè)計(jì)時(shí)更應(yīng)該預(yù)留升級(jí)、演進(jìn)、迭代的系統(tǒng)框架。
為此，“天智二號(hào)”D星在軟件設(shè)計(jì)上采用了開放系統(tǒng)架構(gòu)的天智軟件棧。趙軍鎖介紹，其性能與手機(jī)系統(tǒng)中的“安卓”相似，有著良好的開放性，配有專門的開發(fā)運(yùn)維一體化平臺(tái)，可快速迭代、持續(xù)演進(jìn)，從而不斷提升在軌衛(wèi)星的智能化水平。
這一系統(tǒng)大大降低了衛(wèi)星應(yīng)用上載到太空中進(jìn)行測(cè)試的“門檻”：衛(wèi)星應(yīng)用僅需上載至該系統(tǒng)，就可根據(jù)拍攝任務(wù)自動(dòng)調(diào)整衛(wèi)星姿態(tài)，利用人工智能技術(shù)對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行在軌實(shí)時(shí)處理，自動(dòng)選取地面站并建立連接后將數(shù)據(jù)第一時(shí)間下傳到地面。因此，“天智二號(hào)”D星上的地面任務(wù)難度大幅降低，信息時(shí)效性也將大幅提升。
據(jù)介紹，“天智二號(hào)”D星入軌后將首次在軌開展新一代智能衛(wèi)星架構(gòu)與天基智能軟件棧驗(yàn)證試驗(yàn)，評(píng)估多方算法及模型的在軌應(yīng)用效能。在軌期間由聯(lián)合研制單位天基綜合信息系統(tǒng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（軟件總成）、湖南航升（硬件總成）、國(guó)防科大、北京勱亞、天勰力、西安寰宇、天津云遙等多家軟件定義衛(wèi)星技術(shù)聯(lián)盟成員共同管理使用。
趙軍鎖介紹，中國(guó)科學(xué)院軟件研究所后續(xù)將與軟件定義衛(wèi)星技術(shù)聯(lián)盟各成員單位共同研發(fā)更多的新技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星，建設(shè)天智試驗(yàn)星座，加快天智軟件棧、天智協(xié)議棧及其他軟件定義衛(wèi)星技術(shù)的演進(jìn)速度，面向巨型星座建設(shè)和運(yùn)維開展持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新。
