NASA тестирует ИИ-спутник для автономной съемки Земли

Технология под названием «Динамическое наведение» (Dynamic Targeting) разрабатывается в Лаборатории реактивного движения NASA (JPL) уже более 10 лет. Она направлена на повышение «самостоятельности» космических аппаратов, чтобы они могли принимать решения о проведении научных наблюдений без участия человека.

Система уже прошла ключевое испытание на орбите: впервые в истории спутник ДЗЗ смог «заглянуть» вперед по траектории своего полета, оперативно обработать и проанализировать полученные изображения с помощью бортового искусственного интеллекта и определить, куда направить научный инструмент для получения наиболее ценных данных. Весь этот сложный процесс, от анализа до принятия решения, занял менее 90 секунд.

Как поясняют разработчики, их цель заключается в том, чтобы спутник «думал» так же, как человек. Вместо обычной фиксации «сырых» данных, он сможет расшифровывать и интерпретировать эту информацию, после чего соответствующим образом на нее реагировать. Если человек, взглянув на снимок, видит не просто набор цветных пикселей, а, например, лесной пожар, то теперь такая же способность появится и у космического аппарата. Он сможет автономно идентифицировать явление и сфокусировать на нем свои датчики для детального изучения.

Однако в первом тесте не стояла задача определить конкретные явления вроде пожаров — на это будут направлены следующие эксперименты. Вместо этого спутнику нужно было преодолеть вечную проблему оптической съемки Земли — облака, которые мешают обзору поверхности большую часть времени. Специально обученный алгоритм анализирует все, что находится в пределах 500 км впереди по курсу аппарата. Если небо чистое, спутник, пролетая над целью, проводит съемку. Если же путь преграждают облака, он отменяет запланированную операцию, экономя ценные ресурсы бортовой памяти и энергии для других, более перспективных задач. Такой подход позволяет ученым получать гораздо больше качественных данных, не тратя время на обработку и загрузку бесполезных пустых снимков.

Для испытаний использовался коммерческий спутник-кубсат CogniSAT-6, который был выведен на орбиту в марте 2024 года. Поскольку у него нет отдельной камеры для того, чтобы следить за происходящим впереди, аппарат совершает маневр, наклоняясь на 40-50 градусов вперед, чтобы его основной оптический датчик, способный видеть в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне, мог сделать снимок. Полученное изображение сразу же анализируется бортовым ИИ, после чего он вычисляет оптимальную точку для наведения приборов, чтобы избежать облаков. Затем спутник возвращается в положение для съемки прямо под собой и делает кадр, захватывая поверхность. Все это происходит менее чем за 1,5 минуты, пока низкоорбитальный аппарат пролетает над Землей со скоростью около 7,5 км/с.

В планах — научить технологию следить за природными явлениями, такими как штормы, лесные пожары, извержения вулканов, и другие. Для каждого применения разрабатываются отдельные алгоритмы. Более того, концепция динамического наведения не будет ограничиваться Землей — ее можно адаптировать для исследования Солнечной системы. В будущем возможно создание целых группировок спутников, где ведущий аппарат будет анализировать данные и мгновенно передавать задачи остальным спутникам.

В России ИИ уже используют для детализации снимков, полученных с помощью спутников ДЗЗ, а также анализа данных. Подробнее о том, как еще нейросети применяют на практике в нашей стране, рассказывали здесь.

Фото NASA/USGS