公共部门与私营部门必须在开发过程中尽早并持续开展双向对话与紧密协作。
美国国家航空航天局喷气推进实验室(JPL)与高通技术公司(Qualcomm Technologies Inc.)开展合作,促成了“机智号”(Ingenuity)的诞生。这是一架小型直升机无人机,于2021年2月18日着陆火星,也是首个在地球大气层之外运行的自主飞行平台。
JPL与高通技术公司(Qualcomm Technologies, Inc.)的合作将创新周期缩短了15年。
自7月以来,一架名为“机智号”的小型直升机无人机一直搭载在“毅力号”火星车底部,随其前往火星。今年2月,这架无人机抵达火星,标志着自主飞行平台首次在地球大气层之外运行。
这架无人机也是首个用于太空科学探索的飞行器,未来可能还会创造更多第一。“机智号”计划在火星进行试验性飞行,旨在验证空中探测对未来星际任务的价值,以便探查那些曾被认为遥不可及、无法观测的区域。
与任何科学进步一样,这个项目依托数十年的科学专业积累。但这架基于高通骁龙飞行平台(Snapdragon Flight platform)的无人机,也借鉴了私营部门的知识与指导。若两大核心合作方——美国国家航空航天局和高通技术公司——未能在恰当的时间以恰当的方式建立联系,这一进展便不可能实现。
面临的挑战
要充分理解“机智号”所代表的科学成就,就有必要说明火星探测面临的挑战。首先,火星大气密度比地球低99%,因此实现升力十分困难。其次,由于通信信号在地球与火星之间传输需要3至22分钟,无法进行遥控飞行。
为了应对这些挑战并执行任务,“机智号”需要在极低功耗下实现高计算性能,以便通过计算机视觉自主导航、进行智能决策,同时还要做到体积小、重量轻。此类项目不仅需要美国国家航空航天局在太空科学探索方面的专业能力,也需要前沿技术知识。这些技术包括基于计算复杂度高的飞行算法进行飞行导航,以及一系列计算机视觉支持技术,用于确定无人机位置和避开障碍物,而这些只有私营部门企业才能提供。
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合作
2015年,在高通骁龙飞行平台(Qualcomm Snapdragon Flight platform)开发期间,美国国家航空航天局喷气推进实验室(JPL)联系了高通技术公司(Qualcomm Technologies, Inc.,QTI)。该飞行平台旨在帮助无人机制造商快速、高效地打造无人机平台。
这些规格符合JPL的需求:采用商用平台,尺寸与功耗限制适当,能够管理飞行与控制,并具备拍摄和存储图像的能力,最终证明无人机在另一颗星球上的用途,推动太空科学发展。
在这一过程中,双方发现,高通正为下一代汽车体验商业化的自主能力,与JPL在空中太空探索任务中寻求的要求完全一致,而且QTI能够理解其项目目标。因此,QTI受邀担任顾问,在JPL整合解决方案的过程中提供意见。
多项因素促成了这次成功的合作,也揭示了公共部门与私营部门的合作方可以采取的一些做法,包括:
及早启动。尽早并持续建立联系至关重要。采用商业技术必须具有战略性。在这一关键早期阶段,核心技术得以开发,标准得以制定,部署计划也逐渐成形。如果相关专家能在流程早期建立联系,就能将合适的技术用于满足恰当的任务需求。
开放沟通。让两家合作方走到一起,并不一定就能带来创新。开放沟通不可或缺。在本案例中,合作包括双方交流想法,并相互了解公共部门与私营部门这两个截然不同的领域——它们各自以独特方式解决复杂的任务问题。
这种双向互动让QTI和JPL能够换位思考,将双方的想法汇聚到共同目标上。早期的开放讨论和头脑风暴揭示了商业技术如何才能更好地满足任务规格。团队聚焦任务需求,早期通过面对面访问相互引导。之后,双方建立了通过电话会议和电子邮件协作的固定节奏,以便及时解答出现的问题。持续合作。如今,高通仍在继续参与这一项目,与“毅力号”和“机智号”一同开展火星初步探索。这说明了成功合作的另一个关键要素:参与不能“一次了事”,而必须持续进行,确保关键合作方能在开发的不同阶段不断解决问题。
未来方向
一般认为,公共部门和私营部门的生态系统在结构、组成、语言和优先事项方面截然不同。然而,双方仍能找到共同点,因为各自生态系统试图为其服务对象解决的许多问题往往十分相似。
“参与不能‘一次了事’,而必须持续进行,确保关键合作方能在开发的不同阶段不断解决问题。”
金·科罗(Kim Koro),高通技术公司高级副总裁兼高通政府技术公司总裁
然而,公私合作的机会不只是寻找让双方受益的短期解决方案。公共部门无法比肩私营企业投资开发新能力的规模,因此需要找到途径,借助这一势头和活跃的专业知识,使政府能够以创新的速度前进。
持续与业界合作的政府,不会局限于等待技术产品化并在市场上现货供应(COTS)。正如高通与JPL的合作所示,通过尽早与商业行业接洽,政府可以大幅改变变革与创新周期。在本案例中,这一周期从近20年缩短至仅5年。
公共部门与私营部门越能学会发挥各自优势,技术就越能满足现有和预期的需求。“机智号”完美展现了协作的力量——这项开创性技术是众多杰出人才汇聚一堂的独特成果。


