这里说的是“高空平台站（High-altitude platform stations）”，简称：HAPS，它们是通信和监视的有效工具，因为它们在平流层运行，通常在地球上方12英里（20公里）处，比卫星近得多。HAPS 有两种类型：轻于空气（LTA）的HAPS，如高空气球；重于空气（HTA）的HAPS，如固定翼飞行器。
上图：平流层气球是无人驾驶、无推进器的气球，通过人工智能辅助风预测来保持航向。
LTA-HAPS 通常是太阳能驱动的无人气球，使用氢或氦等气体（因此比空气轻）来保持浮力。但是，它们的飞行往往是随心所欲的（随风所欲）。LTA-HAPS 保持其位置的方式，依赖于自然现象和人工智能之间的复杂相互作用。
HAPS 结合了飞机的灵活性和卫星的续航能力。因此，它们可以用于架空通信，如电话和互联网服务或无线电台广播，以及地球观测和军事情报收集、侦察和监视（IRS）。
比如，为了将互联网连接从平流层传送到世界上难以到达的地方，Alphabet Inc.的子公司 Loon 花了9年时间与谷歌 Brain 合作，开发了可以实现这一目标的 LTA-HAPS 技术。
当然，依靠太阳能、无螺旋桨、无人驾驶的气球，来提供这些类型的服务存在着明显的挑战。最主要的是天气，这是无法控制的。气球需要能够长期承受强风和巨大的温度波动，同时还要提供与地面的持续连接。仅仅依靠天气预报是危险的，因为它们经常是不准确的。
此外，气球并没有无限的机载能源。它依靠太阳提供导航和通信的动力，因此，如果气球被吹离航线，让它自己纠正航向将会浪费宝贵的能源。
研究科学家马洛斯·马查多（Marlos Machado）是开发该技术的团队的一员，该技术旨在确保气球以最高的效率实现其设计功能。
马洛斯·马查多解释道：“我们希望气球在一个特定的位置。不过，这里有一个陷阱。这些气球的问题是它们没有螺旋桨。它们在平流层中航行的唯一方法就是乘风航行。”
马查多所说的“乘风而行”，指的是气球利用风力、高度和方向来保持预期位置（称为保持站位）或前往一个新的位置。
这些气球很大，有网球场那么大。在平流层中，风以不同的高度和速度向不同的方向吹，就控制自己的运动而言，气球被限制在两个方向上：向上和向下。
马查多说：“我们的想法是，气球内部有一些比空气轻的气体，这意味着如果你把气球单独放在一边，气球就会上升。如果你想让气球下沉，你所要做的就是向气球中注入空气。它有一个固定的体积，这意味着相同体积的它会更重。”
将一种比空气轻的气体引入气球内部的气囊，使其上升到所需的气流中，使其移动到正确的位置。如果气球需要下降，以便被风带到不同的方向，环境空气将被泵入位于气球底部内的固定封套中，以提供压舱物，或者在LTA气囊上打开一个阀门，排出一些气体，使气球变得更重。
为了在一定程度上控制这种有限的可操作性，研究人员开发了一种强化学习人工智能，奖励气球的行为。模拟器将天气预报与观测到的天气数据和高斯过程结合起来，以提供最佳的风向预报器。如果气球的反应“正确”，它就会得到奖励。然而，有时，风是胜利者。
科学家马洛斯·马查多表示：“有时你真的无能为力。如果风对你不利，你除了等待好风出现，别无他法。”
最终，这项研究取得了成功。2017年，在秘鲁洪水和波多黎各大飓风过后，该团队驾驶气球为数十万人提供了紧急连接。
不幸的是，多年的开发被证明是一项代价高昂的工作，2021年，Loon在公司被关闭后停止了他们的 LTA-HAPS 工作。其他公司已经接棒，继续开发自己的 LTA-HAPS，用于紧急通信、灾难恢复、提供私有无线网络和扩展离岸覆盖。
科学家马洛斯·马查多及其同事的这项研究发表已经在《自然》杂志上。
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