中国人工智能学会-中国人工智能学会通讯2021年第11卷第2期-2021.4-62页_22mb

报告摘要

中国人工智能学会通讯总结（2021年第2期）

核心内容

本期《中国人工智能学会通讯》聚焦“智能空天系统”专题，涵盖无人机智能攻防决策、航天发射安全性智能评估、深空探测航天器自主运行技术等研究方向。文章总结了当前相关技术的研究现状，探讨了未来发展趋势，为推动人工智能在空天系统中的应用提供了理论支持和技术参考。

主要观点

1. 无人机智能攻防决策

非完备信息处理：现代空战环境中，由于噪声、电子对抗和电磁干扰，信息往往不完整。常用方法包括数据补齐法和模型扩展法，但数据补齐法可能导致信息失真，模型扩展法则更适用于处理不完备信息。
目标意图预测：通过模板匹配、贝叶斯网络、神经网络、D-S证据理论等方法预测敌方意图，提高我方作战反应时间，实现“先敌发现，先敌开火”。
多机协同多目标攻击：多无人机协同作战是未来空战的主流方式，需解决组合优化、实时性、任务分配冲突等问题。常用启发式算法如遗传算法、粒子群算法、蚁群算法等，用于实现高效、准确的多机协同决策。
未来发展趋势：随着空战环境复杂性、不确定性增加，需发展无人机战场环境智能感知、非完备信息智能挖掘、多无人机协同冲突消解、基于人工智能的作战样式与管控、基于混合增强智能的攻防决策、以及无人机协同决策智能评估等技术。

2. 航天发射安全性智能评估

挑战与需求：航天发射系统结构复杂、流程多变，存在大量潜在的安全问题，如设备隐患、系统故障、误操作等。需建立高效、准确的安全评估体系，实现对异常工况的在线识别与预警。
关键技术：构建航天发射加注系统安全评估知识图谱，设计知识图谱嵌入算法，利用高维工作区模型和动态阈值机制进行运行工况监测与异常预警。
应用实例：以液氢加注系统为例，分析阀门不同工作状态下的系统参数变化，通过监测压力、流量、体积等数据判断阀门是否出现功能异常，并据此进行安全评估与决策。

3. 深空探测航天器自主运行技术

研究背景：深空探测任务具有探测目标远、飞行时间长、环境复杂等特点，传统的“地面测控站——航天器”模式难以满足需求，需发展自主运行技术。
核心技术：
- 自主导航：包括惯性导航、光学导航、天文导航和组合导航，以提高深空探测器在复杂环境下的导航精度。
- 自主制导与控制：通过自主姿态和轨道控制，实现安全着陆与精确避障。
- 自主任务规划：根据航天器能力、环境感知和任务约束，进行自主任务调度与规划。
- 自主诊断与重构：在不依赖地面的情况下，实现故障检测、隔离与系统重构，确保航天器安全运行。
应用成果：嫦娥系列探测器在自主导航、制导、任务规划和诊断重构方面取得显著进展，如嫦娥三号实现自主避障，嫦娥四号实现月球背面高精度软着陆。

关键信息

重要技术

非完备信息处理：数据补齐与模型扩展是主要方法，但需注意信息失真和不确定性。
目标意图预测：结合专家知识、数据挖掘和深度学习方法，提升预测准确性。
多机协同决策：使用启发式算法，提高决策效率与质量。
知识图谱应用：用于航天发射系统安全性评估，实现对系统状态的智能判断。
自主运行技术：涵盖导航、制导、任务规划、诊断与重构，是深空探测任务的关键技术。
深空任务需求：包括月球永久阴影区探测、小行星采样返回、火星采样返回、木星系探测、太阳系边际探测等。

未来发展方向

适应未知环境的自主导航方法：研究多源信息融合、序列图像导航等技术，提升在未知天体环境下的导航能力。
复杂不确定性环境下的自主制导控制：开发鲁棒性强、适应性广的制导与控制一体化方法。
高效自主任务规划方法：在有限资源和严格时间约束下，实现任务的快速准确规划。
智能感知与安全评估体系：建立综合态势感知、关联关系挖掘与智能评估系统，提升航天任务安全性。

重要人物介绍

贾英民：北京航空航天大学教授，CAAI常务理事，智能空天系统专委会主任，研究方向包括无人机智能决策与控制。
陈谋：南京航空航天大学教授，国家杰出青年科学基金获得者，研究领域为无人机智能决策与控制。
周同乐：南京航空航天大学博士生，研究方向为智能火力与指挥控制、数据融合与任务分配。
柴毅：重庆大学教授，CAAI智能空天系统专委会副主任，研究方向为复杂系统安全评估。
马乐：重庆大学副教授，研究方向为复杂系统安全评估。
王大轶：研究深空探测航天器自主运行技术，参与嫦娥系列任务。

总结

本期通讯全面展示了人工智能在智能空天系统领域的研究进展与未来方向，涵盖无人机攻防决策、航天发射安全性评估、深空探测器自主运行等关键技术。通过非完备信息处理、目标意图预测、多机协同、知识图谱应用、自主导航、制导与控制、任务规划、故障诊断与重构等手段，推动了智能空天系统的安全性、效率与自主性。这些研究不仅对军事和航天领域具有重要意义，也为未来智能化作战和深空探索提供了理论和技术支撑。

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