卫星-数据紧缩 Satellites-The Data Crunch 如前所说,卫星为我们提供了有价值的信息,但是卫星在此过程中要做的一件事是创建大量的数据和图像,卫星每天产生约 150 TB 的数据,而 AI 真正擅长的一件事就是非常快速地处理大量数据。因此,使用 AI 分析卫星上的数据也就不足为奇了。
管理卫星 许多人认为卫星易于使用,人们只需将其发射进入轨道,它们就能开始执行任务。但其实,这一想法有些天真。 AI 和 ML 在人造卫星上的主要用途之一是使之自动化,因为在过去,人造卫星执行任务时需要大量的人工操作。而现在,借助新的 AI 和 ML,算法卫星可以自动进行航向校正,以避开太空垃圾和其他卫星,还可以自动进行监视和维护任务,自动与地勤人员通信,并自动对外部刺激和传感器数据做出响应。 Airbus 公司还一直在使用 Google 的开源 AI 语言 Tensor Flow 来监控其卫星在轨道上的运行状况,从而使它们的卫星表现更出色。IBM 也有一个名为 KubeSat 的项目,允许卫星间相互通信,创造了在太空中使用 AI 卫星的热潮。 图 | NASA的轨道上有很多卫星,帮助NASA研究海洋、陆地和大气层(来源:NASA) 手机网络 此外,将 AI 与卫星结合使用,可以轻松地为身处信号不足地区的人们提供互联网服务。这些地区根本没有能力去自主发射绕地飞行的人造卫星,也无法使用电缆,光纤或移动网络。在休斯 Hughes,人们使用 AI 来克服不良网络状况,例如没有电话服务或电话服务缓慢,该算法可防止约 70%的不良网络状况。
卫星图像增强
卫星图像具有极高的分辨率,但是如果我们需要更清晰的图像该怎么办?SuperRes 是一种 AI 算法,可以自动提高卫星图像的质量。它可以为卫星提供更低成本、更轻便的图像传感器。
Airbus 公司还使用了基于 Tensor Flow 和广达几十亿平方公里图像的 AI 算法,来进行自动云检测(如 literal clouds),传统上在图像传递之前所需要的手动检查步骤也因此得以省略。现在该算法还可以检测汽车,轮船或飞机等物体。
NASA 计划在 2033 年将人类送往火星,而埃隆·马斯克(Elon Musk)希望在 2022 年就完成该目标,但前提是,在宇航员到达火星之前,就要在火星上建立起人类可居住的地方。另外,火星上的栖息地必须密闭,能够经受住持续数月之久的沙尘暴侵袭,并能承受-129C(200F)至-46C(-50F)的温度以及任何宇宙碎片。
但其实,我们可以在宇航员到达火星之前使用 AI 为宇航员 3D 打印一个居住地。AI Space Factory 是一家致力于火星居住地建设的公司。他们使用 3D 打印技术建造出一个居住地,由可在火星上找到的玄武岩和一种由玉米制成的塑料聚合物制成,NASA 希望能在火星上种出玉米以减少材料的运输成本。而且,该居住地是由一种生成设计 AI 设计为蛋形结构,这让他们能够使用最少的材料,创建出非常坚固的最佳结构,而且这种结构具有最佳的隔热效果。 图 | 在 NASA 3D 打印栖息地挑战赛中,AI Space Factory 团队在火星栖息地前留影
太空 AI 未来的潜在用途
基于太空的战争情报
卫星可以用来向前线人员或操控信息战争的人提供情报。通常,数据处理和开发是在地面上进行的,而卫星则下载数据,但是 Raytheon Intelligence & Space 正在研究一种将数据收集、数据开发者和数据发送等功能全部集成至卫星的系统。
网络安全
SmartSat 正在使用卫星 AI 通过启发模式来检测异常并改善网络安全。随着新威胁的出现,它可以通过自动更新来提高机载网络安全性。
减少耗电量
AI 甚至可以为国际空间站或卫星节省电力。这对太空技术的作用非常大,因为对于卫星或者火箭发射来说,任何重量的减轻都将大大提高发射成功概率。而且,更有效的能源使用将使人们能够获取更多的太空能源。此外,AI 还有可能应用于自动化采矿、AI 宇航员、使任何月球或火星基地任务实现自动化、太空旅游等等领域。