浅谈人工智能在航天航空科普领域应用趋势

张利宁， 魏高乐，魏志文

On the Application Trend of Artificial Intelligence in the Field of Aerospace Science Popularization

ZHANG Li-ning, WEI Gao-le, WEI Zhi-wen

( Air Force Equipment pision Project Management Centre, Beijing 100191, China)

【摘要】当前，我国航天航空事业发展迅速，国家在航天航空科普领域这方面对青少年的科普教育工作提出新的要求，人工智能在航空航天科普领域发挥着重要作用。论文结合航天航空科普教育探讨人工智能的具体应用，希望通过这次论述能够为相关工作提供一些帮助。

【Abstract】At present, China's aerospace industry is developing rapidly. The state has put forward new requirements for youth science education the field of aerospace science popularization. Artificial intelligence plays an important role in the field of aerospace science popularization . The thesis discusses the specific application of artificial intelligence with the science education of aerospace and aviation, and hopes that this discussion can provide some help for related work.

【关键词】人工智能；航天航空；智能科普

【Keywords】artificial intelligence; aerospace science; intelligent science popularization

【中图分类号】V11-4；TP18 【文献标志码】A

1 引言

人工智能可以深刻改变人类社会生活的各个方面，是引领未来科技竞争的战略性前沿技术。21世纪人工智能技术将与空间技术、新能源技术、生物基因技术、微纳米技术等，成为驱动人类科技进步的尖端技术。目前，世界各科技大国纷纷出台规划和政策，加快推动人工智能技术的发展。人工智能技术与航天技术深度融合，可加快航天强国建设和现代化国防建设。

2 航天航空科普的重要性

航天航空是一门综合性很高的现代性技术，涉及到的内容也是多种多样的。每当提起中国航天技术的时候，我们中国人都应该感到骄傲，在这六十年的时间里中国的航空航天技术得到了飞速的发展。航天航空对于一个国家来说也是非常重要的，对一个国家科技的推动以及经济和社会的发展都起到了积极的作用。航天航空技术的发展能够推动科技领域的发展，是中国国民经济的重要组成部分，是人们对未来太空资源的利用和移居其他星球的重要支撑，所以我们必须要加强对航天航空知识的科普力度，让越来越多的学生和青少年了解航天航空，激发青少年对航天航空的兴趣，从而促进我国航天航空领域的发展。

3 人工智能在航天航空科普领域应用发展

人工智能教育主要包括教学、学习、人工智能、机器人、教育等，主要介绍人工智能和人工智能在教育领域应用的历史及对教育教学、学习的影响，包括对教育目标、课程、教学、评价、教育管理、教育模式、学习方式、人才培养、教师职业发展等的影响。人工智能是为扩展人的智能而产生的新兴技术科学，人工智能化教育是人工智能与各种技术和学科交叉形成的教育领域。机器人是随着科学技术发展、机器人智能发展热度下产生的一种新型教学和自主学习的助手，如在幼儿教育领域，有教育启蒙机器人、游戏机器人等。在职业教育领域，2019年2月13日，国务院发布了《国家职业教育改革实施方案》，对“双师型”教师需求增大，若有了人工智能的辅助，这种创新型团队的建设将会更加完善。人工智能在职业教育领域提高了教学和实践的效率，也加速了职业教育治理的变革与创新。在信息化、智能化技术的发展和支撑下，职业院校人才培养方式将更加智慧化。在人才培养方面，人工智能的教育应用包括对人才的培养、教育、评价等的研究^[1]。

4 人工智能航空航天科普教学的技术分析

4.1 大数据技术

目前计算机网络技术处于大数据时代，利用大量数据的兼容和储存，准确的查找需要的信息，通过人工智能技术实现有目的的检索。大数据是按照数据的类别进行划分的，容量在10T以上，大数据信息的实时更新速度非常快，能够方便用户及时的进行信息的查看，在系统运行的过程中，通过数据信息的更新，能够保持系统处于比较活跃的状态，从而保证系统运行的稳定性，还能准确的实施信息的分类。人工智能技术的广泛应用，能够确定系统的思维模式，能够保持信息单独处理的能力，同时还能实施系统的监测，保证系统能够安全、正常的运行。

4.2 专家系统

专家系统是人工智能最重要也是最活跃的一个研究领域，是一个具有大量专门知识和经验的程序系统。它可以根据某个领域一个或者多个专家提供的知识和经验进行推理和判断，模拟人类专家的决策过程，以解决那些需要人类专家才能解决的问题。专家系统被广泛应用于工程、科学、医药、军事、商业等方面，其功能主要包括解释、预测、诊断、设计、规划、监督和控制等^[2]。

4.3 自然语言处理

自然语言处理系统被设计出来的目的是通过人类的语言改进人类与计算机之间的通讯方式。自然语言处理系统的存在，实现了人类通过英语向第计算机直接传递信息的设想。目前，自然语言处理系统主要被应用于数据库或专家数据系统前端的自然语言接口。

4.4 各种理论算法，需分类验证和比较优选

一是感知智能验证，包括视觉类的文字、图像、视频识别等，听觉类的语音识别、自然语言理解与交流等，射频类的雷达信号、通信信息识别等，以及力觉、触觉、嗅觉感知、多媒体感知等，含目标提取、分类、状态判定与现象发展过程等。二是认知智能验证，包括对事物认知、事物联系与规律探寻，竞争或合作对象行为意图判断与预测，应对策略方法与博弈决策方案生成，发展深度强化学习与生成对抗学习等无监督学习方法。三是行动智能验证，包括应急类的“感知-行动”、慎思类的“感知处理-认知模块-规划控制”行动方法，以及柔顺快速机动、灵巧精细操作。四是群体智能验证，包括协同感知、协同博弈策略生成、协同行动等。

4.5 语音识别

语言识别系统的存在，实现了计算机可以通过口语识别相关信息的想法。语音识别系统的存在，帮助人们解放双手，人类不再需要通过手工计算机输入信息。但目前为止，语音系统只能识别多个说话者独立的词汇，或者同一说话者较多的词汇。

5 人工智能在航天航空科普领域应用现状

青少年科技教育肩负着培养青少年对科技的兴趣和爱好、提高其创新精神和实践能力、引导青少年树立正确的科学思想和科学态度、逐步形成科学的世界观和方法论的重任，对提高全民科学素质、保障我国创新驱动发展战略、建成世界科技强国、实现中华民族伟大复兴具有基础性和战略性作用。在开展科普活动中，要积极利用各种优质社会的资源。从发起阶段开始，开展活动需要凝聚高校、社会机构、企业等各方力量，广泛开展合作，提供面向学校、教师、广大青少年等开放的资源分享和资源服务。青少年人工智能科普活动是光有顶层设计是不够的，必须落到实处，需要各方力量共同努力，科普辅导员正是将活动“落到实处”的关键一环。目前主要有三种培训模式，即全国骨干教师培训、省级培训、进校园的专题培训。各种形式的科普活动是激发青少年的人工智能学习兴趣的有效途径，通过体验活动、科普报告、大赛等形式让青少年近距离接触人工智能^[3]。

6 人工智能在航空航天知识科普中的应用

首先，人工智能在航天航空科普途径中的应用。人工智能在航空航天科普途径中能够将传播介质转变为智能化的科普展品，通过提高传播的自主性和趣味性等来激发受传播者的积极性，加深受科普者对航空航天知识的感悟，提高科普效果和作用。其次，利用人工智能进行循环传播来促进科普效率。通过受传播者的反馈可以更好地进行航空航天知识的传播从而促进航空航天知识科普的进行，航空航天技术传播的效果和目的能够直接影响到航空航天技术的科普。要想实现航空航天知识的科普运用传统的传播方式是远远不够的，这时候我们就可以运用人工智能技术，人工智能技术在传播反馈中的应用主要是将在航空航天技术普及过程中的意见和感受收集起来并将这些信息传递给传播者，这样就有利于传播者对原来的传播内容和方式等进行修改进而获得更好的传播内容和传播方式，这样可以有效的减少反馈工作所需要的时间以及减少了工作人员的工作量，从而提高航空航天知识普及的效率和质量。最后，人工智能技术在科普传播一体化的应用。随着现在人工智能技术的不断发展，科学技术传播的结构也在不断的发生变化，为了我们进一步的实现反馈和前进的功能，我们可以利用人工智能技术来将航空航天知识的科普实行一体化设计，要求这种一体化设计能够实现传播者与智能展品之间相互交流，智能产品与受传播者之间相互交流。这种一体化设计主要是传播者和受传播者能够共同对智能展品进行互动，有效地实现了双向传播，能够让传播者被传播者都能接受这种传播结构，这就有效的提高了航空航天技术的科普效率。

7 结语

综上所述，人工智能是基础研发与实践运用相结合的计算机科学，其研究热点既包含机器学习基础算法的改进与优化，也涵盖自然语言处理、计算机视觉和机器人等技术的实践应用研究。相信在未来人工智能在科普教育方面的应用将会更加广泛。

【参考文献】

【1】赵姝颖,张丹,田祥章,等.走在科普大路上[J].机器人技术与应用,2012(06):8-12.

【2】闫旭.人工智能在航天领域中的应用探讨[J].数字通信世界,2019(04):221.

【3】白健,连彦泽,杨志方,等.人工智能在航天测控技术中的应用探究[J].中小企业管理与科技(中旬刊),2017(05):141-142.