Ar ko AI uz satelīta atšķiras?
Uz zemes izvietots AI parasti sākas pēc mērījumu pārsūtīšanas uz datu centru. Borta AI daļu no šīs interpretācijas veic kosmosa kuģa iekšpusē. Tas var palīdzēt, ja lietderīgā slodze rada vairāk datu, nekā var pārvadāt pieejamā lejupsaite, vai ja ir lietderīgi noteikt novērojuma prioritāti pirms nākamā kontakta ar zemi.
Tas neatceļ vajadzību pēc zemes apstrādes. Apmācība, neatkarīga novērtēšana, misijas plānošana un padziļināta analīze parasti paliek uz vietas. Iebūvētais modelis ir viena daļa no lielāka mērījumu un lēmumu pieņemšanas cauruļvada.
Praktisks borta apstrādes cauruļvads
- Iegūstiet un ieplānojiet datus. Uzņemiet attēlus vai mērījumus, izmantojot laika zīmogus, instrumentu iestatījumus un kosmosa kuģa kontekstu.
- Apstrādājiet konsekventi. Lietojiet modelim paredzēto kalibrēšanu, izmēru maiņu, normalizēšanu vai flīzēšanu. Atšķirības no apmācības cauruļvada var mainīt rezultātu.
- Izdariet secinājumus. Izpildiet izvietoto modeli piemērotā CPU, FPGA vai paātrinātājā. Izmēriet visu apstrādes ķēdi, ne tikai neironu tīkla kodolu.
- Piemērojiet lēmumu pieņemšanas politiku. Konvertējiet modeļa rezultātus par rindas prioritāti, notikumu ierakstu vai interesējošo reģionu. Iekļaujiet uzticamības ierobežojumus un noteiktu atkāpšanos.
- Uzglabāt un pārraidīt. Saglabājiet atlasītos datus ar to metadatiem un pārsūtiet tos plānotajā saziņas logā. Saglabājiet pietiekami daudz revīzijas datu, lai novērtētu lēmumus uz vietas.
Piemērs: mākoņa pārbaude pirms lejupielādes
Mākoņpārbaudes modelis var novērtēt attēlu flīzes, lai skaidriem novērojumiem tiktu piešķirta augstāka lejupsaites prioritāte. Inženiertehniskais lēmums nav tikai tas, vai flīzē ir mākonis: plāns mākonis, sniegs, spilgti jumti un neparasts apgaismojums var radīt neskaidrus gadījumus. Misijai ir jāizvēlas, kā rīkoties ar nenoteiktību un cik daudz nefiltrētu datu saglabāt novērtēšanai.
ESA Φsat-2 CubeSat ir īsts AI piemērs Zemes novērošanai. Tās aprakstītās lietojumprogrammas ietver mākoņu noteikšanu, attēlu saspiešanu un attēlu pārveidošanu kartēs. Šis ir ārējas misijas piemērs, nevis Alvexis lidojuma atsauce.
Avots: ESA — Iepazīstinām ar Φsat-2
Citi noderīgi pielietojuma modeļi
- Piešķiriet prioritāti attēliem, kuros ir ietverts misijas definēts vides notikums, lai veiktu pārbaudi uz vietas.
- Identificējiet izmaiņas starp novērojumiem un pievienojiet kompaktus metadatus attiecīgajām ainām.
- Pārraugiet instrumenta telemetriju, lai atklātu neparastu uzvedību, un pieprasiet papildu diagnostikas datus.
- Saspiediet vai atlasiet datus, vienlaikus mērot ietekmi uz pakārtoto zinātnisko vai operatīvo uzdevumu.
Jaudas, atmiņas un sakaru budžeti ir pirmajā vietā
Izvēlieties modeli, kas atbilst misijai, nevis sāciet ar lielāko pieejamo modeli. Apstrādes ātrums ir jāņem vērā līdzās atmiņas kustībai, attēlu buferiem, atmiņas ierakstiem un vienam novērojumam izmantotajai enerģijai. Plānošanas secinājumi tikai piemērotos darbības periodos var būt svarīgāki par maksimālo caurlaidspēju.
Noderīgs lejupsaites aprēķins ir saglabāto datu apjoms, kas dalīts ar efektīvo sakaru ātrumu, kā arī protokola un plānošanas pieskaitāmās izmaksas. Noderīgs aprēķins novērtē enerģiju un latentumu visam cauruļvadam, izmantojot reprezentatīvus datus. Nevienu aprēķinu nevar aizstāt ar akseleratora reklamētajām maksimālajām darbībām sekundē.
Kā modelis ir jāapstiprina?
Izmantojiet atsevišķas apmācības un novērtēšanas datu kopas, tostarp sarežģītas sezonas, apgaismojuma apstākļus un sensoru artefaktus. Pārbaudiet izvietotā modeļa formātu un skaitlisko precizitāti paredzētajam procesoram. Izmēriet viltus trauksmes, nokavētus notikumus, saglabāto datu kvalitāti, latentumu un enerģiju piedāvātajos darbības režīmos.
AI izvadēm ir jāiziet cauri ierobežotai lietojumprogrammu loģikai. Kosmosa kuģim kritiskām funkcijām modeļa vērtējums nedrīkst apiet neatkarīgi izstrādāto komandu validācijas un kļūdu aizsardzības arhitektūru. Saglabājiet versiju modeļu pakotnes, labi zināmus atkopšanas attēlus un kontrolētu atjaunināšanas procesu.
Kur Alvexis var sniegt ieguldījumu
Alvexis var aptvert pielāgotu kravas apstrādes elektroniku, sensoru saskarnes, iegulto programmatūru un prototipu integrāciju visā misijas datu ceļā. Pirmajam nodevumam jābūt saskaņotai arhitektūrai un izmērāmam prototipa plānam. Lidojuma kvalifikācija joprojām ir specifiska izvēlētajai aparatūrai, orbītai un misijai.