欧洲空间局资助12个项目开展卫星智能技术研发
5月12日,欧洲空间局(ESA)宣布通过“ESA创新初始支持”(EISI)计划资助12项卫星智能技术研发任务[1],主要侧重于知识和技能发展,不强调取得具体成果。这些项目将探索应用人工智能(AI)和先进计算范式的最新发展的潜力,使卫星更具反应性、敏捷性和自主性。通过这些项目,ESA期望回答“新的计算技术在太空中的潜力是什么?有哪些新的应用,或者新的科学需要进行?他们的商业价值是什么?”等问题。这些研究将帮助ESA进一步探索认知计算如何重塑太空任务的未来。每个任务执行周期半年,每项预算为10万欧元。
(1)具有基于AI决策能力的双摄像头卫星。旨在展示AI如何在未来的地球观测卫星任务中实现新能力。该项目将以尽可能少使用空间和地面资源为目标,实现高空间和时间分辨率成像。AI将被用于在低分辨率图像中检测到高分辨率相机后,将其精确指向特定的兴趣区域。
(2)对来自低轨道地球卫星的有害人类活动进行自动化和自我改进的后续验证。利用“提示与线索”系统实现对甲烷排放的全球监测。该项目将使用一颗非专用卫星进行探索,它可以快速扫描地球,以便经常访问地面的同一区域(提示)。当卫星发现可疑的甲烷来源时,它会指派另一艘装备了高分辨率仪器的航天器对其进行更详细的观测。
(3)按需数据转换和在轨自动校准。实现机载、按需、快速和准确的机器学习模拟器,以进行大气校正。这将扩大机载用例的范围,特别是植被、火灾风险或燃料湿度等微妙变量的验证和测量。
(4)通过空间边缘设备实现联邦可重构基础设施。利用联合机器学习为可持续的月球探索重新定位和配置计算机资产。联合学习是一种分散式学习策略,它可以使网络中的不同节点(如月球探测车或着陆器)合作学习区分不同的月球地形。
(5)用于响应性灾害管理的持久实时地球观测。提供全球实时和持久的灾害监测服务。该任务将大大改善向公民提供的服务,实现按需灾难服务,利用卫星即服务的概念,并使用机载处理、智能和AI应用。
(6)面向月球活动的分布式数据处理系统。在月球表面探索中引入更多自主权。据欧洲咨询公司的研究,到2029年,月球探索市场的价值将达到27亿美元。该任务将研究月球车和着陆器上的数据处理,只向地球发送最有价值的数据,并提高月球车和着陆器的自主能力。
(7)太空中的商业云计算。通过卫星间连接的空间数据中心网络启动未来的经济。实现这一愿景的早期步骤已经在轨运行;该研究将把这一概念进一步推进,提议在ESA成员国开展工业公开竞争;获胜者可以在现有的基础设施上实现他们的提议。
(8)联邦卫星网络自治共识机制的区块链生态系统。自动化空间中的云基础设施。将计算系统提高到更高的自治和意识水平,将面临在多个智能体(机器和人)之间就决策达成一致,并检测资源需求以自动计划行动的挑战。为了实现这一目标,研究了区块链技术的一些特点,并提出了它在空间交通管理和灾害响应中的应用。
(9)用于温室气体检测的低轨道地球卫星-地球同步轨道卫星。在空间和时间上具有高分辨率的近实时检测和量化气体设施中的甲烷泄漏。该研究将探索将地球观测和气象卫星的数据与尖端AI相结合,以检测和量化甲烷泄漏。
(10)“在家切勿模仿”。展示空间认知云计算基础设施的好处,为地球观测传感器和天基数据提供商提供商业服务。基于海洋领域的用例集,该研究将提供空间认知计算的初步设计,并准备技术和商业上可行的实施计划。
(11)混合边缘云AI加速的天体测量简化途径,用于敏捷的近实时现场空间监视和跟踪。加速从空间进行有效空间交通管理所需的技术。该任务旨在研究混合边缘和云计算,以执行空间中物体的近实时定位。
(12)用于空间监视和跟踪的神经形态处理。展示了神经形态计算(受人类大脑启发)和基于事件的摄像机(受人类视觉系统启发)在空间边缘计算检测和跟踪移动目标方面的潜力。 (刘文浩)
[1] Smarter satellites: ESA Discovery accelerates AI in space. https://www.esa.int/Enabling_Support/Preparing_for_the_Future/Discovery_and_Preparation/Smarter_satellites_ESA_Discovery_accelerates_AI_in_space