視覺中國供圖

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　　在剛剛過去的一周，美國太空探索技術公司SpaceX首席執行官埃隆·馬斯克發出了數千份星鏈互聯網服務公開測試版的邀請函。

　　如果說智能手機時代“蘋果”率先破局，“安卓”奮起直追，那麽(me) 在天基智能時代，馬斯克正以星鏈計劃的迅速推進成為(wei) 率先破局者，那麽(me) 追趕星鏈的“安卓”又在哪裏呢？

　　“未來的衛星不會(hui) 是單純的通信衛星，而是要拚算力、拚軟件的。”在日前召開的2020軟件定義(yi) 衛星創新論壇上，中國科學院軟件所研究員趙軍(jun) 鎖表示，通過開放的方式部署天基智能工程，融入開源理念，形成共享、互通、合力的生態，發動全社會(hui) 的力量才會(hui) 有更強大的後發動力。

　　衛星功能的實現需要借助草根力量

　　開源的理念、開放的模式讓“安卓”後來居上。安卓項目重要的誕生平台GitHub（開源軟件平台）上注冊(ce) 的開發者有5000多萬(wan) ，有將近1億(yi) 的不同項目在開發。

　　手機係統需要借助草根的力量，衛星的功能實現也是一樣。

　　關(guan) 於(yu) 衛星，你能想到的最樸素的願望是什麽(me) ？會(hui) 不會(hui) 是想讓衛星給自己和地球拍個(ge) 實時照？其實通過智能圖像判讀剔除雲(yun) 層的遮擋，再加上圖像合成技術，你的這個(ge) 願望可以實現。

　　“大部分星上要實現的功能，都有相應的開源軟件解決(jue) 方案。”趙軍(jun) 鎖說。草根的智慧不容小覷。但問題是，這些軟件能不能在衛星上跑起來，衛星的算力夠不夠。

　　“如果我們(men) 能夠把衛星的計算能力提上去，讓功能軟件在天上‘上注’（即上載）並順利運行起來，那麽(me) 很多功能是不需要統籌開發的。”趙軍(jun) 鎖說，激活草根的力量，能夠讓天基智能猶如站在巨人的肩膀上，得以快速發展推進。

　　“我們(men) 希望有更多的人為(wei) 衛星去開發軟件，有更多的廠家能夠研製超算平台、兼容載荷等產(chan) 品。”趙軍(jun) 鎖說，但為(wei) 衛星開發軟件，門檻較高，開發流程長，需要驗證。由於(yu) 空間環境與(yu) 地麵環境完全不同，驗證非常重要。

　　為(wei) 此，中國科學院天基綜合信息係統重點實驗室通過“天智工程”的實施搭建了天智星雲(yun) 平台，登錄之後，開發者可以為(wei) 在軌衛星開發軟件，並提供在軌驗證，係統還匹配了商店，為(wei) 開發者提供必要的硬件和軟件開發工具。“我們(men) 也在推進開放型實驗星座的建設。”趙軍(jun) 鎖說。

　　開放的驗證平台讓“夠不著天”的軟件開發者們(men) 有了一架通天的“橋”。自此，大量的開發者有條件從(cong) 基於(yu) 地麵網絡的開發轉向基於(yu) 衛星的天基網絡的軟件開發。

　　據介紹，很多在校學生加入了為(wei) 衛星開發軟件的隊伍。例如，來自中山大學的歐陽文俊與(yu) 團隊一起開發的軟件，可以讓手機直接變成“衛星電話”，在無人區、在海上等無基站的地方通過衛星發“微信”。

　　“三個(ge) 允許”讓草根智慧壯大天基智能

　　來自草根的軟件開發得再完美、應用功能再奇妙，如果不能進入衛星，也是徒勞。

　　允許第三方為(wei) 衛星開發軟件；

　　允許第三方在衛星上部署軟件；

　　允許第三方通過軟件上注持續擴充衛星功能和提升衛星性能。

　　這3個(ge) 允許是草根智慧最終能夠“壯大”天基智能的基礎。

　　“未來，衛星不應該是用功能定義(yi) 的，比如氣象衛星、通訊衛星等都明確了衛星的功能。”中國通信學會(hui) 衛星通信專(zhuan) 委會(hui) 委員季文濤表示，未來的衛星應該是不同資源開放的平台和接口，能夠實現跨行業(ye) 、跨目標的功能。

　　“這需要包括芯片、通訊協議等在內(nei) 的整個(ge) 架構的靈活性。”南京世域天基創始人郭正標說，如果一套終端在兼容不同衛星時，協議之間有很多差異，將會(hui) 大大折損效率。

　　更直白地說就是，衛星間的溝通語言被人為(wei) 地割裂為(wei) “幾國外語”又沒有熟練地翻譯，將大大降低不同星座衛星間的共享、互通。

　　在地麵，由於(yu) 有了協議，不會(hui) 因為(wei) 這台機器用Windows係統，那台機器用Linux係統就不能互傳(chuan) 信號了。

　　地麵如此，天上也一樣。“我們(men) 開發了適應不同星座網絡的天智協議棧，通過虛擬化，將衛星的IP和標識進行了有效統一，可實現天地一體(ti) 化路由和傳(chuan) 輸。”趙軍(jun) 鎖說，天智協議棧的研製，不僅(jin) 可以大力支撐國家天地一體(ti) 化網絡以及航天科技、航天科工、中科院等行業(ye) 部門衛星係統的建設，對商業(ye) 航天也將起到極大的促進作用。

　　共享、互聯將爆發出巨大的未知力量

　　“去年，全球射電望遠鏡聯網，為(wei) 黑洞拍攝了首張照片。”中國科學院國家空間科學中心研究員楊震表示，如果全球的空間科學衛星能夠網聯起來，應該會(hui) 發現更多的未知科學現象。

　　天基互聯網的應用正在帶來越來越多的意想不到。以衛星的視角可以通過航海油輪的載量判斷原油產(chan) 量；通過衛星對農(nong) 作物長勢數據的采集，還可以預判當年的收成……

　　人類已經離不開網絡，人類的腳步延伸到哪兒(er) ，網絡作為(wei) 一種基礎設施就會(hui) 延伸到哪兒(er) 。“從(cong) 空間科學和深度探測的角度來講，我們(men) 也希望網絡能夠從(cong) 地球一直延伸到深空。”楊震說，雖然科學家對此也提出了一些構想，例如構建太陽係裏的通信網絡等。但目前，數據的傳(chuan) 遞速率限製了目標的實現。

　　更大的限製來自於(yu) 能量，空間上如何實現智能運算的供能也是目前的“痛點”。當衛星走向智能，大量的運算將需要大塊的太陽能板提供能量。“顯然衛星不能支持太陽能板‘做加法’，或許未來一個(ge) 新的芯片架構，可以既支持人工智能在衛星上使用，又保證低功耗。”郭正標說。

　　總體(ti) 而言，低門檻、高性能是天基智能生態的關(guan) 鍵詞。

　　“天智星雲(yun) 平台是一個(ge) 開放、創新的平台。”趙軍(jun) 鎖說，它為(wei) 開發者、第三方大大降低了“上星”門檻，軟件開放通過網頁，甚至通過小程序的方式都可以訪問，並且配備了機器學習(xi) 平台、大數據平台測評平台等開發者的“趁手裝備”，並希望通過硬件、軟件的進步，讓平台上的用戶可以更好地互通有無。

　　“現在星座計劃也被頻繁提出，但受限於(yu) 技術、資金等原因，星座規模不可能太大，其提供的服務也是比較有限的。”趙軍(jun) 鎖說，整個(ge) 行業(ye) 如果變成很多孤立的小星座，它的開發效率和服務效益將不會(hui) 很高，提升整個(ge) 星座網絡的價(jia) 值，需要合力。



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