Inteligența Artificială în industria sateliților

Pe măsură ce cursa spațială se intensifică, inteligența artificială oferă avantaje competitive și căi de inovare. Dar cum poate contribui Inteligența Artificială la dezvoltarea pieței sateliților? Simplu: unde-s doi puterea crește! 😀

Inteligența Artificială în industria sateliților - Imagine decorativă generată digital de către HD Satelit România

"Cine seamănă Inteligență Artificială în spațiu, culege date pe Pământ" ( proverb românesc adaptat 😉 )

În fiecare an, mii de sateliți sunt lansați datorită avansurilor tehnologice și diversificării industriei spațiale. Conform estimărilor, vor avea loc în medie aproximativ 2.800 de lansări în fiecare an, până în 2032, pentru a satisface cererea crescândă de conectivitate globală, observare a Pământului și explorare spațială. Iar Inteligența Artificială tindă să obțină un rol esențial în industria sateliților.

Un prim exemplu este utilizarea Inteligenței Artificiale pentru a aborda dinamica orbitelor aglomerate. Algoritmii de învățare automată sunt utilizați pentru optimizarea și automatizarea operațiunilor, analiza datelor și extinderea cazurilor de utilizare industriale.

În sectoarele maritim și aviatic, informațiile și capacitățile sateliților pot fi combinate cu datele de la senzori IoT pentru a permite operațiuni mai eficiente pentru nave și companii aeriene. 

De asemenea, Inteligența Artificială va facilita sisteme de sateliți autonomi, cu gestionare dinamică a resurselor, ajustând acoperirea, capacitatea și spectrul, după cum este necesar. 

Inteligența Artificială în proiectarea și automatizarea sistemelor ar putea reduce costurile misiunii și ar face serviciile spațiale mai accesibile și mai durabile.

Inteligența Artificială poate ajuta operatorii să prezică și să reducă interferența semnalului, ceea ce duce la legături de comunicații mai fiabile.

Între 2020 și 2022, NASA a investit aproximativ 233 de milioane de dolari în aplicații Inteligența Artificială pentru operațiuni spațiale și procesarea datelor la bord. Alte companii, cum ar fi Boeing, Lockheed Martin, SpaceX, Thales Alenia, Airbus și Kuiper Systems de la Amazon, folosesc diverse tehnologii de Inteligența Artificială pentru a avansa în domeniul lor.

Lockheed Martin a dezvăluit un nou centru avansat de operațiuni cu sateliți în apropiere de Denver, Colorado, pentru a testa modul în care Inteligența Artificială, automatizarea și capabilitățile cloud pot gestiona numărul tot mai mare de constelații de sateliți pe orbitele LEO, dar cu mai puțin personal. Facilitatea ar putea permite controlul simultan al mai multor misiuni și accesul de la distanță pentru operatorii din întreaga lume, datorită utilizării software-ului în toate misiunile, printr-un cloud securizat, prin web. Un singur operator ar putea supraveghea (de aproape de oriunde are acces la internet) sateliți individuali și constelații întregi de diferite tipuri de sateliți.

De asemenea, noua entitate SPACE42, creată prin fuziunea companiei Yahsat și Bayanat AI, își construiește întreaga operațiune în jurul Inteligenței Artificiale. SPACE42 va oferi oportunități regionale și internaționale în comunicații prin satelit, soluții mobile, observare a Pământului și aplicații IoT. 

Rețeaua de sateliți a Administrației Naționale pentru Oceane și Atmosferă din SUA și sistemul de observare pe Pământ colectează împreună aproximativ 20 de terabytes de date de mediu în fiecare zi. Învățarea automată poate extrage rapid informațiile utile din aceste seturi mari de date, Inteligența Artificială îmbunătățind exponențial vitezele de procesare și analiză a datelor.

Prin învățarea automată, sateliții pot detecta, clasifica și interpreta automat obiecte și evenimente, oferind informații valoroase pentru răspunsul la dezastre, pentru agricultura, planificarea urbană și gestionarea resurselor. În plus, Inteligența Artificială permite analize predictive, identificarea tendințelor și anomaliilor în datele de la sateliți, pentru a ajuta factorii de decizie în avans și pentru a gestiona riscurile în mod eficient.

Proiecte precum Guacamaya folosesc Inteligența Artificială pentru monitorizarea defrișărilor din Amazon. Algoritmii Inteligenței Artificiale analizează datele din imaginile de la sateliți și din senzori pentru a detecta și semnala amenințările ecologice. Acest lucru ajută la protejarea biodiversității și la sensibilizarea publicului cu privire la importanța conservării mediului​.

La nivel mondial, piața Inteligenței Artificiale pentru teledetecție și observarea Pământului ar putea avea o valoare de 35,90 miliarde de dolari până în 2030, față de 1,75 miliarde de dolari în 2022, arată estimările industriei. Aceasta este o rată de creștere anuală compusă de 27,5% până la sfârșitul deceniului.

În februarie,  SpaceGuardian (societate mixtă a SUA și Arabia Saudită) a devenit prima companie dedicată imaginilor prin satelit și analizei prin Inteligența Artificială, care a fost lansată în Arabia Saudită, oferind capacități de colectare a informațiilor în regiune. În parteneriat cu SpaceKnow, cu sediul în New York, SpaceGuardian va folosi algoritmi de Inteligență Artificială pentru a oferi informații despre afaceri în sectoarele de energie, apărare, infrastructură și mediu, printre altele.

În prezent, toate datele sunt transmise la sol înainte de procesare, pentru a determina dacă există informații utile, proces care durează ore sau chiar zile. Cu ajutorul Inteligenței Artificiale, utilizatorii finali vor avea acces la date în 60 de secunde, ceea ce va permite o gamă largă de aplicații în timp real.

Algoritmii Inteligenței Artificiale pot optimiza rețelele, permițând operatorilor să reducă decalajele de conectivitate în zonele neacoperite de infrastructura tradițională. Alocarea dinamică a lățimii de bandă cu ajutorul Inteligenței Artificiale permite operatorilor să ofere clienților conectivitatea necesară la cerere, în special în zonele izolate.

Poate că cel mai transformator impact al Inteligenței Artificiale în sectorul sateliților este în autonomizarea operațiunilor, reducând dependența de controlul de la sol și permițând o autonomie mai mare în planificarea, execuția și întreținerea misiunilor. Automatizarea bazată pe Inteligența Artificială poate simplifica operațiunile, reducând costurile și timpul de răspuns, crescând eficiența și fiabilitatea misiunilor.

Automatizarea eficientă și Inteligența Artificială au contribuit de mult timp la atingerea unui nivel de precizie crucial pentru asigurarea siguranței și integrității sateliților. Inteligenta Artificiala, atât la sol, cât și în sateliți înșiși, asigură deja de câțiva ani controlul simultan a mii de sateliți LEO în spațiu, fără niciun incident major. Datorită acestor tehnologii, tehnicienii sunt capabili să descopere posibile interacțiuni de traiectorie cu o precizie de până la 500 de metri, la o viteză de peste 10 km/s, la 550 km altitudine.

Inteligența Artificială este folosită pentru a îmbunătăți securitatea cibernetică a sateliților. Algoritmii pot detecta și preveni atacurile cibernetice în timp real, protejând comunicațiile prin satelit împotriva amenințărilor.

Inteligența artificială transformă întreținerea și repararea sateliților. Roboții și dronele echipate cu Inteligența Artificială pot efectua sarcini complexe, cum ar fi repararea panourilor solare sau înlocuirea componentelor defecte ale sateliților. Acest lucru extinde durata de viață a sateliților, reduce costurile și minimizează necesitatea intervenției umane în mediul ostil al spațiului​.

Gestionarea deșeurilor spațiale este o problemă majoră pe măsură ce tot mai mulți sateliți sunt lansați pe orbita Pământului. Algoritmii de Inteligența Artificială monitorizează și prezic mișcarea deșeurilor spațiale pentru a preveni coliziunile cu sateliții activi. Acești algoritmi pot sugera manevre de evitare pentru a reduce riscul de coliziuni și a asigura siguranța misiunilor spațiale.

"La pomul lăudat nu trebuie sa te duci cu sacul" 😎 

Inteligența artificială este un domeniu în plină dezvoltare, cu potențialul de a transforma numeroase industrii, inclusiv industria sateliților. Cu toate acestea, ca orice tehnologie emergentă, Inteligența Artificială are limitările și riscurile sale, care pot genera probleme mai multe decât soluții, dacă nu sunt gestionate corespunzător.

Majoritatea proiectelor de Inteligență artificială depind de calitatea și cantitatea datelor utilizate pentru antrenarea modelelor. Datele inexacte sau incomplete pot duce la predicții eronate și decizii greșite. De exemplu, în contextul sateliților, datele defectuoase pot duce la erori în monitorizarea și gestionarea orbitelor, ceea ce poate provoca coliziuni între sateliți​.

Multe modele de Inteligență Artificială, în special cele bazate pe rețele neuronale largi, sunt considerate "cutii negre", ceea ce înseamnă că modul lor de funcționare internă este dificil de interpretat și explicat chiar si de către creatorii lor. Aceasta situație poate fi problematică în aplicațiile critice unde deciziile trebuie să fie transparente și justificate.

Sistemele de Inteligență artificială pot fi vulnerabile la atacuri cibernetice și manipulare. Un atac cibernetic ar putea determina un model de Inteligență artificială să facă greșeli deliberate, prin modificarea subtilă a datelor de intrare. În cazul sateliților, astfel de vulnerabilități pot compromite comunicațiile și integritatea operațională​.

O dependență prea mare de Inteligența Artificială poate duce la o lipsă de intervenție umană eficientă în situații critice, unde intuiția și experiența umană sunt esențiale. Așadar, automatizarea excesivă poate reduce capacitatea operatorilor de a interveni eficient în cazuri de urgență​​.

Inteligență artificială poate duce la schimbări semnificative în forța de muncă. Automatizarea poate elimina anumite locuri de muncă, iar adaptarea la noile tehnologii necesită recalificarea personalului, ceea ce poate fi costisitor și consumator de timp.