Шта чини АИ на сателиту другачијом?
АИ на земљи обично почиње након што се мерења пренесу у центар података. Уграђена АИ изводи део те интерпретације унутар свемирске летелице. Ово може помоћи када корисни терет производи више података него што доступни довнлинк може да пренесе, или када је корисно дати приоритет посматрању пре следећег контакта са земљом.
Не уклања потребу за обрадом земље. Обука, независна евалуација, планирање мисије и дубља анализа обично остају на терену. Уграђени модел је један део већег цевовода мерења и одлучивања.
Практичан цевовод за обраду на броду
- Прибавите и времените податке. Снимите слике или мерења са временским ознакама, поставкама инструмента и контекстом свемирског брода.
- Предобрадите доследно. Примените калибрацију, промену величине, нормализацију или поплочавање које очекује модел. Разлике у односу на цевовод за обуку могу променити резултат.
- Изврши закључивање. Извршите распоређени модел на одговарајућем ЦПУ-у, FPGA или акцелератору. Измерите цео ланац обраде, а не само језгро неуронске мреже.
- Примените политику одлучивања. Претворите резултате модела у приоритет реда, запис догађаја или регион од интереса. Укључите границе поверења и дефинисани резервни део.
- Чувајте и преносите. Задржите изабране податке са њиховим метаподацима и пренесите их током планираног комуникационог прозора. Сачувајте довољно ревизијских података за процену одлука на терену.
Пример: Цлоуд сцреенинг пре довнлинк
Модел скрининга у облаку може да оцени плочице слике тако да јасна запажања добију већи приоритет довнлинк-а. Инжењерска одлука није само да ли плочица садржи облак: танак облак, снег, светли кровови и необично осветљење могу створити двосмислене случајеве. Мисија мора да изабере како ће се носити са несигурношћу и колико ће нефилтрираних података задржати за процену.
ЕСА-ин Φсат-2 ЦубеСат пружа прави пример уграђене вештачке интелигенције за посматрање Земље. Његове описане апликације укључују детекцију облака, компресију слике и претварање слика у мапе. Ово је екстерни пример мисије, а не Alvexis референца лета.
Извор: ЕСА — Представљамо Φсат-2
Други корисни обрасци апликација
- Дајте приоритет сликама које садрже еколошки догађај дефинисан мисијом за преглед терена.
- Идентификујте промене између посматрања и приложите компактне метаподатке релевантним сценама.
- Пратите телеметрију инструмента за необично понашање и затражите додатне дијагностичке податке.
- Компримујте или изаберите податке док мерите ефекат на низводни научни или оперативни задатак.
Буџети за снагу, меморију и комуникацију су на првом месту
Изаберите модел који одговара мисији радије него да почнете са највећим доступним моделом. Брзина обраде мора се узети у обзир поред кретања меморије, бафера слика, уписа у складиште и енергије која се користи по посматрању. Закључак о распореду само током одговарајућих оперативних прозора може бити важнији од вршне пропусности.
Корисна процена довнлинк-а је количина задржаних података подељена ефективном брзином комуникације, плус трошкови протокола и распореда. Корисна прорачунска процена мери енергију и кашњење за цео цевовод користећи репрезентативне податке. Ниједна процена не може бити замењена вршним операцијама акцелератора у секунди.
Како модел треба да се валидира?
Користите засебне скупове података за обуку и евалуацију, укључујући тешка годишња доба, услове осветљења и артефакте сензора. Тестирајте формат примењеног модела и нумеричку прецизност на предвиђеном процесору. Измерите лажне аларме, пропуштене догађаје, квалитет задржаних података, кашњење и енергију у предложеним режимима рада.
АИ излази треба да прођу кроз ограничену логику апликације. За функције критичне за свемирске летелице, резултат модела не би требало да заобиђе независно дизајнирану валидацију команди и архитектуру заштите од грешке. Задржите верзионисане пакете модела, познате добре слике за опоравак и контролисан процес ажурирања.
Где Alvexis може да допринесе
Alvexis може обухватити прилагођену електронику за обраду корисног терета, интерфејсе сензора, уграђени софтвер и интеграцију прототипа око путање података мисије. Први резултат треба да буде договорена архитектура и мерљиви план прототипа. Квалификација за лет остаје специфична за изабрани хардвер, орбиту и мисију.
Сателитска комуникација и смањење података на сателиту
Капацитет сателитске везе, прилике за контакт и уграђено складиште утичу на редослед слања мерења. Satcom и уграђени edge AI зато захтевају заједничку политику података: задржати довољно изворних података за оцену одлука обраде, означити верзију модела и одредити понашање при неизвесном резултату.
Локална обрада може смањити количину података одабраних за слање на Земљу, али корист треба одмерити према ограничењима напајања, меморије и топлоте. Комуникација између сателита додаје интерфејс и проблем распоређивања. Провера за конкретну мисију остаје неопходна; инжењерски прототип није доказ квалификације за лет.