Специалисты головного научного института «Роскосмоса» ЦНИИмаш рассматривают возможность использования технологий искусственного интеллекта для фильтрации потока данных со спутников. Об этом говорится в статье научного журнала «Космонавтика и ракетостроение».
В материале отмечается, что интеллектуальная обработка целевой информации - селекция неинформативных снимков, сжатие цифровых изображений на борту спутников - позволит существенно снизить потоки данных, прежде всего спутниковых изображений, передаваемых с борта космических аппаратов в наземные пункты приема информации. Это, в свою очередь, даст возможность снизить требования к пропускной способности соответствующих спутниковых каналов связи и упростить наземную инфраструктуру спутниковых систем.
Проблема избыточности передаваемых снимков особенно актуальна, по мнению авторов статьи, для многоспутниковых систем оптико-электронного и радиолокационного наблюдения, способных в сутки генерировать объёмы информации, исчисляемые на уровне Петабайт (ПБайт). «Для решения задач обработки изображений на борту КА потенциально может использоваться широкий спектр нейросетевых методов, ориентированных на обработку визуальной информации… включая применение свёрточных и других глубоких нейронных сетей», - говорится в материале.
Одним из способов снижения потока изображений является отбраковка снимков, значительную часть которых занимает облачный покров. Отмечается, что средняя облачность Земли составляет примерно 54%. «Таким образом, селекция и последующая отбраковка на борту КА спутниковых изображений, в значительной степени занятых облаками, потенциально позволит снизить поток передаваемых с борта КА на Землю изображений до двух раз, а в некоторых случаях и более», - считают специалисты ЦНИИмаша.
Сжатие изображений при их передаче с борта спутников в наземные пункты приёма информации также является одним из действенных способов снижения потока данных. Одним из возможных направлений решения проблемы сжатия спутниковых изображений на борту КА является применение нейросетевых технологий. Для сжатия изображений могут использоваться нейронные сети различных классов. Наибольшую эффективность демонстрируют те из них, которые имеют архитектуру так называемого автокодировщика (автоэнкодера).
Идея включения искусственного интеллекта в работу спутников является сегодня общемировым трендом. Так Китай планирует создать группировку «Leo» из 192 спутников, на борту которых будут реализованы технологии искусственного интеллекта, позволяющие автоматически отбраковывать низкокачественные снимки земной поверхности. В результате на Землю будут передаваться только те изображения, которые представляют наибольшую ценность для заказчиков. Предполагается, что китайская система будет использоваться для экологического мониторинга и наблюдения земной поверхности, предупреждения стихийных бедствий, а также контроля транспортных потоков.
Европейское космическое агентство (ЕКА) в рамках космической программы FSSCat планирует запуск малого спутника (CubeSat), на борту которого будет установлен комплекс с искусственным интеллектом φ-Sat (PhiSat), созданный на базе нейропроцессора Movidius с производительностью порядка 1 Терафлопс и энергопотреблением не более 2 Вт. Данный бортовой комплекс будет использоваться в том числе и для селекции некачественных изображений (включая отбраковку изображений, значительную долю которых занимают облака), получаемых с помощью гиперспектральной камеры, и передачи на Землю только качественных снимков.
Источник: Вестник ГЛОНАСС