在深圳创新发展研究院等机构联合举办的科技创新院士报告厅活动中,中国科学院院士、哈尔滨工业大学(深圳)空天科技学院院长魏奉思以《建设“数字空间”、打造“空间大脑”》为主题发表演讲,系统阐释了数字空间、空间大脑、星上智能“刷脸”等前沿概念,并深入剖析了大航天时代产业面临的挑战与发展方向。
魏奉思指出,当前人类正处于数字时代与大航天时代的交汇点,全球低轨卫星数量正以“井喷式”增长,预计未来数年内将突破10万颗。然而,这一快速发展也带来了高动态时变、高时效应对、高精度控制、高分辨识别、高覆盖时空、高数智应用等“六高”挑战,低轨卫星坠毁风险和空间天气灾害等问题日益突出。为应对这些挑战,魏奉思早在2016年便提出了“数字空间”战略构想,旨在通过空间数字化和智能化体系建设,突破大航天时代的发展瓶颈,抢占全球空天科技的战略制高点。
针对低轨卫星快速增长带来的轨道拥挤、坠落频发、避碰机动和空间天气影响等问题,魏奉思提出将卫星升级为具备“卫星大脑”的智能航天器。他强调,大航天时代的卫星不能仅停留在“有眼睛,没有脑子”的阶段,而应具备类似人脑的感知、认知和行为能力,在星上形成智能闭环,自主应对空间环境、卫星系统和空间态势的变化。
魏奉思特别介绍了“智能刷脸”技术设想。该技术通过将卫星观测数据与历史数据库匹配,重构动态时变的全球空间环境图像,并进一步生成卫星轨道、通信保障、导航定位等受空间环境影响的全球分布图,使卫星能够“心中有数”。他认为,未来若能率先打造“数字航天图”和空间应用服务平台,不仅可服务中国航天,还可为全球低轨星座运行提供支持,形成面向商业航天的新型基础设施和产业链。
在谈到当前人工智能领域的大模型热潮时,魏奉思提出了更适配航天场景的“大脑智能”技术路线。他指出,航天系统、无人机、机器人、汽车等复杂物理体系不能简单照搬以大数据、大模型、大能耗为特征的通用人工智能路线,而需基于自然界因果关系和物理规律,通过“感知-认知-行为”三步闭环,实现小数据、小模型、小能耗的自主决策,以满足卫星等复杂物理系统的确定性安全需求。
“智能航天的发展应回归问题原点,探索符合空间实际、中国实际和产业实际的技术路线,推动中国在数字航天和智能航天领域从跟跑、并跑迈向领跑。”魏奉思在演讲中总结道。
