產品
衛星搭載AI影像處理成真,地球觀測邁向即時智慧化

摘要
Planet Labs 成功在其 Pelican-4 衛星上實現 AI 影像處理,能即時識別地球影像中的物件。這項突破性技術克服了傳統地面處理的延遲問題,有望為地球觀測產業帶來即時洞察與自主任務能力。
多年來,在太空衛星上進行 AI 影像處理一直是地球觀測產業的目標。如今,這項技術終於實現了。總部位於加州的 Planet Labs 發布了一張由其 Pelican-4 多光譜衛星拍攝的影像,顯示了澳洲愛麗斯泉的一個機場。停機坪上散布著十多架飛機,每架都被一個整齊的綠色方框標示出來,這是由衛星上運行的 AI 模型識別的。Planet Labs 的工程師們花了 18 個月才完成從太空進行可靠的自主物件分類。他們希望這項技術能大幅提升地球觀測能力,實現自主任務規劃並與地球上的使用者即時分享洞察。
Planet Labs 工程副總裁 Kiruthika Devaraj 表示:「整個遙測產業以將奇特感測器送入太空而聞名。我們在太空中擁有非常好的『眼睛』,能觀察到所有正在發生的事情。但我們收集了如此大量的資料,卻必須等待 6 到 12 小時才能獲取資訊。因此,你本質上是在看過去。」Planet Labs 目前營運著由數百顆 Dove 和 SuperDove 立方衛星組成的星系,每顆僅 30 公分長。這些低成本的太空相機每天多次掃描地球整個表面,解析度約為 5 公尺。該公司也正在建立一支由 32 顆更大衛星組成的艦隊,稱為 Pelicans,它們能以 30 公分的細節拍攝地球表面。其中第四顆已於 2025 年部署到軌道上,並運行了飛機識別演算法。Planet 所有衛星合計每天產生 30 兆位元組(terabytes)的資料——相當於 10,000 小時的高畫質影片,這些資料透過散布在全球數十個無線電站傳輸到地面進行處理和分析。將下載的資料傳輸到雲端進行處理和隨後的 AI 分析需要數小時,導致延遲,這有時可能意味著一場野火只有在規模太大而無法迅速控制時才被發現。Devaraj 說:「在某些領域,時間以分鐘計。而即時洞察確實能讓我們在問題發生時提供解決方案。」
Devaraj 及其團隊開發的 AI 影像識別演算法,利用衛星上的 GPU,能在半秒內分析一張包含 16,000 像素的 Pelican 影像。從影像拍攝的那一刻起,結果就能在幾分鐘內傳到使用者手中。目前,只有 Pelican 衛星配備了具備 AI 能力的處理器——即自動駕駛無人機中常用的 NVIDIA Jetson ORIN GPU 模組。但 Devaraj 表示,Planet 計劃用一種名為 Owl 的新型衛星來增強 SuperDove 星系,這種衛星不僅能提供每日重訪,並將解析度提高到 1 公尺,也將配備具備 AI 偵測能力的 NVIDIA Jetson 處理器。這支新艦隊將使該公司能夠開始發展 Devaraj 所描述的「行星智慧」。作為一個單一的智慧衛星網路,Owl 衛星將持續監測地球,並自主地將潛在問題直接標記給高解析度的 Pelicans 衛星進行重訪,而無需人工干預。
Devaraj 說:「我們希望將『大腦』,也就是所有的運算能力,直接放在感測器旁邊。這樣我們建立的衛星系統就能像一個生物網路一樣,即時回應刺激。」未來,該公司希望轉向更強大的 NVIDIA Jetson Thor 處理器,並最終在太空中運行大型語言模型(LLM)。Devaraj 表示:「在 5 到 10 年後,當我們都習慣於接受 Gemini、Claude 和其他 LLM 提供的資訊時,我們可能會用衛星影像訓練一些通用 LLM,並直接獲得它所看到的文字答案。你可能會在手機上收到一條簡訊,上面寫著『三分鐘前,我偵測到這艘船沒有 AIS 發射器,所以它是一艘非法船隻,這些是具體座標。』」
地球觀測產業談論衛星上的 AI 處理已將近十年。但直到最近,這項技術才準備好在太空中快速且可靠地運行 AI 演算法。Devaraj 說:「我們從早期的 NVIDIA Jetson 處理器開始,但直到 ORIN 版本,它們才擁有足夠的運算能力。」要在太空中運行衛星上的 AI 影像分析,演算法需要能夠處理未經平滑和校正的原始資料,這與地球上由 AI 演算法處理的資料不同。Devaraj 表示:「衛星層面存在許多不確定性。衛星在移動、晃動、振動。在地面上,處理需要數小時才能校正所有這些問題。」Devaraj 說,Planet 工程師花了 18 個月才使衛星上的 AI 模型達到 80% 的偵測可靠性。團隊希望他們演算法的下一個版本能將準確度提高到 95% 以上。這項基於太空的即時 AI 偵測服務將在未來六到九個月內向客戶提供。
Devaraj 認為,談到太空中的 AI,這只是一個開始。Planet 正與 Google 合作 Suncatcher 計畫,該計畫旨在將龐大的資料處理衛星星系部署到地球軌道。該計畫是近期討論的眾多設想之一,這些設想旨在將地球上的資料運算基礎設施移出地球。包括科技巨頭 SpaceX 和 Amazon 在內的倡導者認為,在地球軌道上,耗電的電腦將能夠利用免費的太陽能運行,並且可以輕鬆散熱而不會耗費水資源。但批評者質疑,大規模的運算基礎設施是否能以足夠低的成本發射,以與地球上的技術競爭。Google 和 Planet 計劃在 2027 年發射兩顆原型衛星。
標籤
衛星AI地球觀測即時影像處理Planet Labs太空運算AI模型
以上為 AI 自動翻譯導讀。原文版權歸 IEEE Spectrum AI 所有。 建議透過上方「閱讀原文」前往原始網站,以取得最完整資訊與支持原作者。