砺道智库 2024-04-23 11:18 北京
据国家防务网4月19日报道，随着商业卫星、军事星座及其所有数据在太空中流动的数量不断增加，政府和行业运营商表示，他们正在寻求人工智能来帮助他们处理日益复杂的任务。
人工智能软件使用户能够在轨道上改变航天器的功能，从而减少卫星对硬件的依赖。
军事卫星终端制造商ALL.SPACE的自动化副总裁Aslan Tricha在最近于华盛顿特区举行的2024年卫星会议中表示：「没有软件，人工智能就不可能存在。」
Tricha表示，展望未来，「我们需要考虑软件以及如何在卫星上发生这些变化。」
由于卫星是静态的并且依赖于硬件，因此一旦将其发射进入轨道，通常就无法进行更改。
「学习模式意味着学习一种行为模式。因此，举例来说，如果由于我们有更高的需求（峰值需求或不同的需求）而导致需求发生变化，那么人工智能就能够改变硬件架构来满足需求，」他说。
欧洲航天局和英特尔率先公开承认于2020年9月向太空发射了一颗支持人工智能的卫星。PhiSat-1具有旨在监测极地冰和土壤湿度的地球观测有效载荷，具有英特尔的Movidius Myriad2愿景根据英特尔的新闻稿，该芯片最初并不是为严酷的太空环境而设计的。
声明称，计算机芯片必须针对太空中的极端辐射进行加固，而在轨道上使用的芯片在技术上可能比地球上使用的芯片落后20年。
欧洲航天局的一份声明称，此次任务之所以取得突破，是因为采用了最先进的Movidius Myriad2芯片来适应太空的严酷环境。
该芯片能够利用人工智能从航天器上有用的图像中筛选出不清楚的图像，然后只将好的数据发送回地球。
该机构的声明称：「通过仅发送有用的像素，卫星现在将提高带宽利用率并显著降低下行链路总成本，更不用说节省科学家在地面上的时间了。」
小型通信和地球观测卫星制造商ReOrbit产品副总裁兼拉丁美洲业务主管卡洛斯·佩达里诺(Carlos Pedalino)表示，利用人工智能使卫星以软件为中心还将消除对地面站的依赖，并降低总体任务成本。
「我们正在努力做的是减少人类对地面站的依赖。该任务的成本不仅仅是卫星的成本，」他说，「你需要操作它，并且需要一个24/7的团队来控制卫星，所以我们正在努力减少这一点，以降低整个任务的成本。」
人工智能还帮助商业卫星解读信号、整理大量数据、加快分析速度并剔除无用或无用的信息。佩达里诺说，当你无法完全看到一颗能够进行各种机动的卫星时，卫星本身需要了解正在发生的情况，并根据现有的了解「做出正确的决定」。例如，对于遥感，光学相机需要选择正确的目标，然后以最有效的方式发送所有相关数据，这一过程只有通过人工智能才能变得更好。
「卫星之间的数据流管理是由人工智能管理的。卫星之间的所有流量数据都是由该软件驱动的，」佩达里诺说，「我们在卫星上有一层，然后在地面上有第二层，以继续处理图像以获得所有输入、图像和图像处理软件的附加数据。」
卫星运营商可以利用人工智能来帮助管理运营商的认知过载。随着商业和军用卫星收集的大量数据，人工智能正在通过机载处理帮助实时整理和分析信息。
ESA/英特尔PhiSat-1任务两年后，Palantir和Satellogic发射了一颗支持人工智能的卫星。Palantir的一份声明称，它在Satellogic的NewSat上集成了Palantir的EdgeAI技术，用于处理轨道上的图像数据，「将大规模数据中的信号与噪声分开，以充分利用有限的带宽」。
声明补充道，「边缘人工智能在捕获数据后开始处理数据，比传统地面处理更快地提供可行的见解。例如，我们可以告知未来船上的数据收集……或根据分析价值选择性地下载预处理图像。」
Tricha说：「我们需要能够了解有多少处理是在边缘进行的，以及有多少处理是在指挥中心或其他地方进行的。如果无人机发送数TB的图像数据，这些数据必须通过非常小的卫星管道进入某个数据中心……进行处理，然后一路返回，我认为时间优势就消失了。」
Tricha表示，业界还希望利用人工智能开发地面智能终端，以接收卫星传输和数据，并提出「智能路由系统」来管理和可视化商业和军事卫星的移动。
他将智能地面终端定义为「半感知其环境」的接收器，可容纳适当的数据，并可以向商业公司和军方的多颗卫星传输和接收信息。
Tricha说，这些智能终端必须理解来自数据的信号，以便区分「已知」和「未知」，并与多个卫星通信并同时执行多个任务，接收数据，然后对其采取行动。
如果这些终端在与盟军卫星连接的同时可以与低地球轨道、中地球轨道和地球静止卫星进行通信，那么您「可以通知星座中的其他终端，并且您可以完成所有这一切在一个非常非常狭窄和流动的环境中，」他说。
空中客车防务与航天公司互联智能执行副总裁凯伦·弗洛舒茨(Karen Florschütz)表示，随着卫星数量的增加，需要人工智能增强的智能路由系统来跟踪轨道和运动。
「为了真正能够处理地面上的所有信息，需要将所有信息整合在一起。也许将来我们不需要10个不同的地面站，但也许我们需要一两个智能[终端]，所有不同的频率实际上都可以到达那里并进行处理，」她说。
虽然人工智能是一种强大的工具，可以使卫星的各个方面更加高效，但业界仍然面临着需要克服的挑战和需要吸取的教训。
Tricha表示，开发卫星专用的开放人工智能模型说起来容易做起来难。「人们认为人工智能有点像电力。我只要把它插上，人工智能就会从另一端渗透出来。但事实并非如此，真的不是，」他说。「这是一个需要真正理解你的信息、理解你的数据、清理你的数据的模型，因为数据在很大程度上是垃圾。得到的并不是真正可以用来训练的，而且还缺乏人才」。
他补充说，工业界还必须考虑太空中旧卫星的数量，并弄清楚它们如何适应人工智能增强系统的整体情况。
「我们必须与这个未来相交，」特里查说。「就像我们很长一段时间谈论多轨道战略和高吞吐量卫星一样，我们谈论人工智能定义或人工智能驱动的卫星通信，但它有点遥远，」他说。
然而，「您很快就会开始看到早期部署，特别是在智能路由方面。」
虽然将人工智能融入太空作战会带来挑战，但工业界希望国防部门知道这没什么好害怕的。相反，它是一个应该用来增强现有能力的工具。
「人工智能不会取代你的工作，但一个了解人工智能的人会取代你的工作，这是肯定的，」Tricha说，「这些是学习系统。根据定义，随着[我们]在学习上投入更多，[模型]会变得越来越好。……现在还处于早期阶段，所以这是一项不断发展的技术。它每周都会进化。它不会消失。」
