Φsat-2 ЕКА — это специализированная миссия искусственного интеллекта (ИИ), которая полностью изучит преимущества и возможности использования расширенной бортовой обработки и дополнительно продемонстрирует преимущества использования ИИ для инновационного наблюдения за Землей. Кредит: Open Cosmos
Технологии искусственного интеллекта достигли выдающихся успехов и продолжают демонстрировать свою ценность в качестве основы научных исследований и реальных приложений.
Новая миссия ЕКА Φsat-2, запуск которой запланирован на ближайшие недели, расширит границы возможностей ИИ для наблюдения за Землей, продемонстрировав преобразующий потенциал ИИ для космических технологий.
Наблюдение за Землей на протяжении десятилетий обеспечивало богатый поток действенных данных для ученых, предприятий и политиков. Благодаря новым спутникам и передовым датчикам масштаб и качество доступных данных наблюдения за Землей выросли экспоненциально за последнее десятилетие.
Интеграция ИИ значительно улучшила наблюдение за Землей. Возможности ИИ позволяют обрабатывать больше данных быстро и точно, помогая преобразовывать огромные объемы необработанных данных в действенные идеи.
В рамках инициативы по содействию разработке и внедрению инновационных технологий на борту миссий по наблюдению за Землей ЕКА запустило Ф-sat-1 в 2020 году. Это был первый эксперимент ЕКА, продемонстрировавший, как искусственный интеллект может быть использован для наблюдения за Землей, и проложивший путь для его преемника: Φsat-2.
Φsat-2 — это специализированная миссия ИИ, которая полностью изучит преимущества и возможности использования расширенной бортовой обработки данных и дополнительно продемонстрирует преимущества использования ИИ для инновационного наблюдения за Землей.
Спутник Φsat-2 ЕКА размером всего 22 x 10 x 33 см оснащен мультиспектральной камерой и мощным компьютером на базе искусственного интеллекта, который анализирует и обрабатывает изображения в режиме реального времени, что обещает обеспечить более интеллектуальные и эффективные способы мониторинга нашей планеты.
Благодаря шести работающим на борту приложениям искусственного интеллекта спутник способен превращать изображения в карты, обнаруживать облака на изображениях, классифицировать их и предоставлять информацию о распределении облаков, обнаруживать и классифицировать суда, сжимать изображения на борту и восстанавливать их на земле, сокращая время загрузки, выявлять аномалии в морских экосистемах и обнаруживать лесные пожары.
Технический директор ESA по проекту Φsat-2 Никола Мелега прокомментировал: «Φsat-2 откроет новую эру получения информации из космоса в режиме реального времени и позволит легко разрабатывать, устанавливать и эксплуатировать пользовательские приложения ИИ на спутнике, даже находясь на орбите. Такая адаптивность максимально увеличивает ценность спутника для ученых, предприятий и правительств».
Миссия Φsat-2 является совместным проектом ЕКА и Open Cosmos, который выступает в качестве генерального подрядчика, при поддержке промышленного консорциума, в который входят Ubotica, GGI, CEiiA, GEO-K, KP-Labs и SIMERA.
Φsat-2, который выводится на орбиту совместно с арктическим метеорологическим спутником ЕКА, планируется запустить в июле 2024 года на ракете-носителе SpaceX Falcon 9 с авиабазы Ванденберг в Калифорнии, США.
Приложение Φsat-2 PhiFireAI демонстрирует, как бортовая обработка ИИ может автономно обнаруживать лесные пожары. Используя изображения, полученные с помощью мультиспектральной камеры, приложение использует методы машинного обучения, в частности, сверточные нейронные сети, для автономного определения областей, подверженных лесным пожарам, а также безопасных областей, областей, которые выгорели, и водоемов. Кредит: Thales Alenia Space Italia/Federica Biancucci, Andrea Tantucci
Φsat-2 оснащен многоспектральным прибором, который получает изображения Земли в семи различных диапазонах и, благодаря своим приложениям на базе искусственного интеллекта, способен на многое, что может предоставить полезную информацию на Земле, в том числе:
Обнаружение облаков
В отличие от традиционных спутников, которые передают на Землю все полученные изображения, включая те, которые скрыты облаками, Φsat-2 обрабатывает эти изображения непосредственно на орбите, гарантируя, что на Землю будут отправлены только четкие и пригодные для использования изображения.
Разработанное KP Labs, это приложение также может классифицировать облака и предоставлять информацию о распределении облаков. Это дает пользователям больше гибкости, когда приходит время решать, можно ли использовать изображение или нет.
Генерация уличной карты
Приложение Sat2Map, разработанное CGI, преобразует спутниковые снимки в карты улиц. Эта возможность особенно полезна для групп реагирования на чрезвычайные ситуации, позволяя им определять доступные дороги во время стихийных бедствий, таких как наводнения или землетрясения.
Когда спутник пролетает над пострадавшим районом и получает изображения, они передаются на бортовой процессор, который идентифицирует улицы и создает соответствующую карту.
Первоначально это приложение будет демонстрироваться в Юго-Восточной Азии, демонстрируя его потенциал в оказании помощи в управлении кризисами.
Обнаружение морских судов
Приложение для обнаружения морских судов, разработанное CEiiA, использует методы машинного обучения для автоматического обнаружения и классификации судов в определенных регионах, облегчая мониторинг таких видов деятельности, как незаконный промысел. Это приложение подчеркивает роль спутника в поддержке усилий по обеспечению безопасности на море и охране окружающей среды.
Встроенная компрессия и реконструкция изображений
Разработанное GEO-K, это приложение отвечает за сжатие изображений на борту. Значительно уменьшая размеры файлов, это приложение увеличивает объем и скорость загрузки данных. После передачи на землю изображения реконструируются с помощью специального декодера. Первые демонстрации этой технологии пройдут над Европой, с упором на обнаружение зданий.
Возможности Φsat-2 были дополнительно расширены за счет включения двух дополнительных приложений искусственного интеллекта, которые будут загружены после выхода спутника на орбиту.
Эти приложения ИИ стали победителями конкурса OrbitalAI, организованного Φ-lab ЕКА, и были разработаны для того, чтобы дать компаниям возможность стать пионерами в обработке данных наблюдения Земли на орбите. Победителями стали:
Обнаружение морских аномалий
Это приложение, разработанное IRT Saint Exupery Technical Research, использует алгоритм машинного обучения для обнаружения аномалий в морских экосистемах, выявляя в режиме реального времени угрозы для морской экосистемы, такие как разливы нефти, вредоносное цветение водорослей и сброс большого количества осадка.
Обнаружение лесных пожаров
Система обнаружения лесных пожаров, разработанная Thales Alenia Space, использует машинное обучение для предоставления критически важной информации в режиме реального времени группам реагирования. Инструмент предоставляет отчет о классификации, который помогает пожарным находить лесные пожары, отслеживать их распространение и определять потенциальные опасности.
Информация от: Европейским космическим агентством
