NASA将人工智能用于太空通信

随着空间数据收集的增加，NASA正在探索将人工智能 (AI) 注入空间通信网络，以满足需求并提高效率。诸如认知无线电之类的软件定义无线电使用AI来利用电磁频谱的未充分利用部分，而无需人工干预。联邦通信委员会 (FCC) 允许认知无线电在其主要用户未使用的情况下使用该频率，直到该用户再次活跃为止。

“现代空间通信系统使用复杂的软件来支持科学和探索任务。通过应用人工智能和机器学习，卫星可以无缝地控制这些系统，在不等待指令的情况下做出实时决策，“美国宇航局位于俄亥俄州克利夫兰的格伦研究中心的首席研究员Janette C. Briones在周六的一份声明中说。

认知技术的最新发展是通信系统体系结构的新推力。“我们设想这些技术将使我们的通信网络在探索太空深处的任务中更加高效和有弹性。通过将AI和认知无线电集成到我们的网络中，我们将提高空间通信系统的效率，自主性和可靠性。”Briones补充说。

对于NASA而言，太空环境提出了认知无线电可以减轻的独特挑战。太空天气，由太阳和其他天体发出的电磁辐射，充满了可以中断某些频率的噪音。国际空间站 (ISS) 上的太空通信和导航 (SCaN) 试验台为工程师和研究人员提供了在太空环境中测试认知无线电的工具。

除了可以从地面或其他航天器配置的各种天线和设备外，该测试台还装有三个软件定义的无线电。

“试验台让我们对轨道环境保持诚实。虽然可以在地面上模拟，但空间存在不可预测性。测试平台提供了这种环境，这种环境需要诸如认知无线电之类的技术进步的弹性，”扫描测试平台和认知通信项目经理Dave Chelmins解释说。

将来，NASA认知无线电甚至可以学会暂时关闭自己，以减轻严重太空天气事件期间的辐射损伤。自适应无线电软件可以规避太空天气的有害影响，增加科学和探索数据的回报。NASA表示，认知无线电网络还可以建议通往地面的替代数据路径。

认知无线电的人工智能还可以提前几个小时 (而不是几周) 分配地面站下行链路，从而提高调度效率。此外，认知无线电可以通过减少对人工干预的需求来提高通信网络的运行效率。

智能无线电可以在没有人类帮助的情况下适应新的电磁环境，并预测不同环境下的常见操作设置，从而使以前由人类处理的耗时过程自动化。