多年來，衛星在軌AI圖像處理一直是地球觀測行業的追求目標，如今這一愿景終于得以實現?？偛课挥诿绹永Ｄ醽喼莸男行菍嶒炇夜荆剂似銹elican-4多光譜衛星拍攝的澳大利亞愛麗斯泉機場影像。停機坪上散落著十余架飛機，每一架都被規整的綠色方框標注出來，由衛星搭載的人工智能模型完成識別。

Planet Labs

行星實驗室的工程師歷時18個月，攻克了太空可靠自主目標分類技術。該公司希望這項技術能大幅提升地球觀測能力，實現衛星自主任務調度，并向地面用戶實時推送研判信息。

行星實驗室工程副總裁Kiruthika Devaraj表示：“整個遙感行業向來熱衷于向太空部署各類精密遙感傳感器。我們在太空擁有性能極強的‘天眼’，能夠觀測地面一切動態。但問題在于，采集到的數據量極其龐大，往往要等待6至12小時才能傳回有效信息，這本質上只能回看過去的畫面，無法做到實時感知。”

行星實驗室目前運營著由數百顆Dove與SuperDove立方星組成的衛星星座，每顆衛星體長僅30厘米。這批低成本太空成像衛星，每天可對全球地表完成多次掃描，地面分辨率約5米。該公司同時還在組建更大規模的鵜鶘系列衛星編隊，這類衛星的地表成像分辨率可達30厘米。2025年入軌部署的第四代鵜鶘衛星，正是運行飛機識別算法的那顆衛星。

行星實驗室所有衛星每日合計產生30太字節數據，相當于一萬小時高清視頻的信息量。這些數據會通過分布在全球的數十座地面電臺回傳至地面，再進行處理與分析。

將下傳的數據送至云端進行處理及后續AI分析需要耗時數小時，存在明顯延遲。這就可能導致野火等災情蔓延到規模過大、難以快速控制時，才被發現。

Devaraj表示：“對部分應用場景而言，分秒必爭。實時智能分析能讓我們在問題正在發生、持續演變的過程中，就給出應對方案?！?/p>

由Devaraj及其團隊研發的AI圖像識別算法，依托星載GPU，僅需半秒就能完成一張含16000像素的Pelican衛星影像分析。從衛星拍攝畫面到用戶拿到分析結果，全程只需數分鐘。

截至目前，只有鵜鶘系列衛星搭載了具備人工智能運算能力的處理器，即自動駕駛無人機常用的英偉達Jetson Orin GPU 模組。不過Devaraj表示，行星實驗室計劃在SuperDove衛星星座基礎上，新增一款名為Owl的新型衛星。該衛星可實現每日重訪成像，最高分辨率提升至1米，同時同樣搭載英偉達杰特森處理器，具備人工智能目標檢測能力。

這批新衛星編隊，將助力公司推進德瓦拉杰所說的行星智能愿景。Owl衛星可組成一體化智能衛星網絡，持續對全球進行監測；一旦發現異常隱患，能自動標記并調度分辨率更高的鵜鶘衛星前往重點重訪觀測，全程無需人工介入。

Devaraj稱：“我們希望把智能大腦與全部算力直接部署在傳感器旁，讓我們構建的衛星系統如同一套生物神經網絡，能夠對各類地表變化實時做出響應。”

未來，該公司計劃換用性能更強大的英偉達Jetson Thor處理器，并最終實現在軌運行大語言模型（LLM）。

Devaraj表示：“再過五到十年，當人們普遍習慣直接采納Gemini、Claude等大模型給出的結論時，我們可以基于衛星影像訓練通用大語言模型，直接用文字輸出衛星觀測到的信息。你手機上可能只會收到一條文字消息：‘三分鐘前檢測到一艘未開啟船舶自動識別系統（AIS）的船只，涉嫌違規航行，具體坐標如下。’”

近十年來，地球觀測行業一直在探討星載AI在軌處理技術。但直到不久前，相關技術還無法在太空環境中高速、穩定地運行人工智能算法。

Devaraj表示：“我們從早期英偉達Jetson處理器就開始使用了，但直到Orin迭代版本問世，處理器才具備足夠的算力?！?/p>

想要在太空開展星載AI圖像分析，其算法必須能夠處理未經平滑、未經校正的原始裸數據，這與地面人工智能算法所處理的數據完全不同。

Devaraj說：“衛星在軌存在諸多不確定干擾因素。衛星一直在運動、姿態晃動且伴有振動。而在地面處理數據時，要花費數小時才能把這些干擾全部校正消除?！?/p>

Devaraj表示，行星實驗室的工程師耗時18個月，才讓星載AI模型達到80%的檢測可靠率。研發團隊希望下一代算法能將識別準確率提升至95%以上。

這款天基實時AI檢測服務，預計還需六至九個月才會正式向客戶開放使用。

Devaraj認為，太空人工智能的發展目前僅僅是個開端。行星實驗室正與谷歌合作開展捕日者（Suncatcher）項目，計劃向地球軌道部署由海量數據處理衛星組成的大型衛星星座。近期業界涌現出大量構想，希望把原本部署在地面的數據算力基礎設施搬遷至太空，該項目正是其中之一。包括太空探索技術公司、亞馬遜等科技巨頭在內的支持者認為：在地球軌道上，高功耗計算機可直接利用免費太陽能供電，且散熱冷卻條件得天獨厚，無需消耗地球寶貴的水資源。但也有質疑聲音認為，大規模算力基礎設施的發射成本難以壓到足夠低，根本無法與地面算力設施形成競爭。

來源：IEEE電氣電子工程師學會