你们管坏掉的卫星叫什么？
它不过是一件价值数百万美元的危险的太空垃圾。
但是辛辛那提大学学生开发的一种新的避撞系统，也许能够真正帮助工程师们开发将损坏的卫星或航天器固定在轨道上的机器人。
辛辛那提工程与应用科学学院的博士生Daegyun Choi和Anirudh Chhabra今年1月在加州圣地亚哥的科学技术论坛和博览会上展示了他们的项目。这是世界上最大的航空航天工程会议，由美国航空航天学会主办。
“我们必须提供一个可靠的避撞算法，让实时运行的自主系统安全地执行任务。因此，我们提出了一种新的使用可解释的人工智能的避撞系统。”Choi说。
过去两年，他一直在辛辛那提大学从事类似的项目开发，在同行评议的期刊上发表了三篇基于新颖算法的文章。
研究人员在模拟中测试了他们的系统，首先在二维空间中部署机器人。他们选择的“数字战场”是在一个虚拟超市里，多个自动驾驶机器人必须安全地穿梭于货架间，为购物者和超市员工提供帮助。
该研究的合著者、大学助理教授Donghoon Kim说：“这种情况下，会出现许多自动驾驶汽车在路上遇到的障碍和意外。”
“我们可以在那里看到意想不到的人类行为，并了解我们实际上可以如何预测它们的后续动作。”Kim说，“同样，我们可以测试如何在不造成碰撞的情况下操作这些机器人平台。”
学生们搭建了一个测试原型，这是与大学里设计、建筑、艺术和规划学院的教员一起进行设计的，他们计划在实验室条件下进行测试。
这种防撞系统在无人机或飞行汽车所在的三维空间中同样适用。学生们在科技大会上展示了他们的三维项目。
他们计划将其应用于更加棘手的环境，也就是太空中无摩擦零重力的真空中。如果一个自主机器人不小心撞到了它打算修理的卫星，那么这种碰撞可能会使机器人、卫星或两者都失去控制而疯狂旋转。
Kim说：“只需要你施加小小的推力，机器人就会永远前进。”“环境确实不同，所以控制是至关重要的。”
与此同时，工程师们还设想部署多个自主机器人来完成维修、维护或组装等协调任务。
“避免碰撞是执行协调任务的基础，但事情没那么简单。”他说。
辛辛那提大学的航空航天工程和工程力学系是众多学术、政府和行业领导者之一，他们致力于在轨服务、组装和制造这一问题。这些创新有望延长卫星的寿命，对望远镜进行关键的维修，或提高行星际探索的可行性。
根据行业分析公司BryceTech的数据，卫星在全球3710亿美元的太空经济中约占三分之一。
“这项工作是目前的热门话题之一。”Kim说，“第一步是在指定的空间部署多个设备时避免碰撞。”
辛辛那提大学的系统依赖于一种名为可解释AI的人工智能。它使用模糊逻辑，一个依赖于真伪程度而不是二元对错的系统。该系统允许工程师通过遵守的规则来理解输入和输出之间的关系。
“人工智能已经在许多不同的地方得到了应用，但在航空航天工程中应用不多。这是因为航空航天工程非常保守。”
但Kim说，随着他和他的学生们正在开发的防撞系统等技术得到更多验证，这种情况可能会改变。
“新兴的人工智能是以物理学为基础的，而不是仅仅依赖于数据，”金说。“如果我们知道物理行为，就可以利用它以及数据，这样我们就可以获得更有意义的信息和可靠的人工智能模型。”
（独家编译：科幻世界）
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