Sztuczna inteligencja na pokładzie satelitów. Pozwoli stworzyć cyfrową replikę planety i przewidzieć skutki zmian klimatycznych

Przyspieszają innowacje w zakresie obserwacji Ziemi. To już nie tylko satelity, które monitorują i przesyłają dane. Po udanym uruchomieniu ɸ-sat-1 – pierwszej w Europie misji obserwacji Ziemi opartej na sztucznej inteligencji – trwają już plany dotyczące kolejnej innowacyjnej, najnowocześniejszej technologii ɸ-sat-2. W połączeniu z programem Copernicus Sentinels mają pomóc w rozwoju koncepcji Digital Twin Earth – opartej na sztucznej inteligencji cyfrowej repliki naszej planety.

Europejska Agencja Kosmiczna co roku organizuje wydarzenie dotyczące obserwacji Ziemi. Koncentruje się na innowacjach w jej obserwacji i prezentuje najnowsze osiągnięcia nauki, technologii i zastosowań z nią związanych. Tegoroczna, trzecia już edycja skupia się na tym, jak obserwacja Ziemi może przyczynić się do powstania koncepcji Digital Twin Earth, cyfrowej repliki naszej planety, która dokładnie naśladuje zachowanie Ziemi. Zasilana danymi z obserwacji planety, w połączeniu ze sztuczną inteligencją, ma zapewnić dokładne pokazanie możliwych zmian klimatycznych.

Dzięki Digital Twin Earth będzie można wizualizować, monitorować i prognozować aktywność ludzi na planecie i  idące za tym zmiany klimatu. Dotychczas taki monitoring był możliwy dzięki programowi Copernicus, czyli Programowi Obserwacji Ziemi Komisji Europejskiej.

– Nie ulega wątpliwości, że musimy zająć się zmianami klimatycznymi. Program Copernicus oferuje nam jedne z najlepszych instrumentów, w postaci satelitów, które dostarczają nam pełny obraz stanu naszej planety. Ale przestrzeń kosmiczna to nie tylko narzędzie do monitorowania, to także rozwiązania zastosowane w naszej gospodarce, aby uczynić ją bardziej ekologiczną i cyfrową – podkreśla Pierre Delsaux, zastępca dyrektora generalnego Komisji Europejskiej ds. przemysłu obronnego i kosmosu.

W obserwacji naszej planety pomoże pierwsza sztuczna inteligencja przeniesiona na pokład europejskiej misji o takim celu, wystrzelonej w 2020 roku. Dzięki misji ɸ-sat-1 udaje się pozyskać ogromną liczbę zdjęć, które pozwolą naukowcom monitorować zmiany roślinności i jakości wody, wykrywać wyspy ciepła i przeprowadzać eksperymenty. Specjalna kamera hiperspektralna ɸ-sat-1 będzie obrazować Ziemię w widzialnej, bliskiej podczerwieni i podczerwonej części widma elektromagnetycznego. Jednocześnie sztuczna inteligencja automatycznie odfiltrowuje te obrazy, które nie nadają się do użytku np. ze względu na zachmurzenie. Na Ziemię docierają więc tylko przydatne dane.

– To pierwsze w historii zastosowanie sztucznej inteligencji do danych z obserwacji Ziemi na latającym satelicie. To przełomowy moment zarówno dla pokładowego przetwarzania danych satelitarnych, jak i dla przyszłości ingerencji SI w zastosowaniach orbitalnych – przekonuje Aubrey Dunne, współzałożyciel Ubotica Technologies.

Rusza też nowa inicjatywa ESA dotycząca obliczeń kwantowych. W połączeniu ze sztuczną inteligencją i dotychczas działającymi programami ma przyspieszyć analizę danych, poprawić wydajność i zmniejszyć koszty obliczeniowe.

Nowa inicjatywa wykorzystuje sztuczną inteligencję do wspierania takich programów jak Digital Twin Earth i Corpenicus w tworzeniu zdolności kwantowej. Obliczenia kwantowe zostaną opracowane w Φ-laboratorium ESA w centrum obserwacji we Włoszech.

– Uczenie maszynowe i sztuczna inteligencja mogą poprawić realizm i efektywność cyfrowego odzwierciedlenia Ziemi, szczególnie w przypadku ekstremalnych zdarzeń pogodowych i numerycznych modeli prognostycznych – wskazuje Florence Rabier, dyrektor generalny Europejskiego Centrum Prognoz Średnioterminowych.