據(jù)麥姆斯咨詢報道，近期，歐洲科研團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)出一顆新型智能傳感衛(wèi)星“直覺-1"（Intuition-1），該衛(wèi)星可通過機(jī)器學(xué)習(xí)算法提供快速、低成本的土壤分析信息，將有效推動精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展。該項(xiàng)目展示了將新型高光譜傳感技術(shù)與人工智能相結(jié)合，并集成于一個差不多鞋盒大小的操控箱中，實(shí)現(xiàn)了智能傳感技術(shù)的新突破。
邊緣計算，可以說是一個時髦的術(shù)語，指的是將數(shù)據(jù)處理方式從云端服務(wù)器轉(zhuǎn)移到地理上更接近數(shù)據(jù)源的地方。一些人認(rèn)為，邊緣計算是下一次偉大的技術(shù)革命，對于通信寬帶嚴(yán)重受限的衛(wèi)星而言，它的確是具有革命性意義的技術(shù)。
歐洲推行的“直覺-1"衛(wèi)星計劃可提供土壤檢測數(shù)據(jù)，將致力于推動歐洲精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。通過該項(xiàng)目，可按需為特定的農(nóng)田區(qū)域進(jìn)行精準(zhǔn)灌溉和施肥，而不必像以往一樣澆灌整塊農(nóng)田。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)不僅具備經(jīng)濟(jì)效益，而且對環(huán)境也更友好，難點(diǎn)是它需要收集小范圍土壤條件的詳細(xì)信息。目前，如果要充分詳細(xì)地確定土壤養(yǎng)分水平，需要從多個地點(diǎn)采集樣本送往實(shí)驗(yàn)室分析，這個過程通常需要三周左右時間。

“直覺-1"衛(wèi)星搭載高光譜傳感器，能同時以數(shù)百種不同波長的光波觀測每塊土壤，可以有效地看到比人類視覺范圍更廣的色域。通過比較不同波長效果的圖像，分析人員可以推斷出相對應(yīng)的化學(xué)成分。
QZ Solutions公司的執(zhí)行官Zbigniew Kawalec表示：“通過‘直覺-1’衛(wèi)星，可以確定土壤中鉀、鎂、磷的含量或土壤pH值等參數(shù)。"該公司位于波蘭奧波萊，致力于土壤分析技術(shù)開發(fā)。

通常，這種分析會在地面的服務(wù)器上進(jìn)行。但由于高光譜成像涉及大量數(shù)據(jù)，一張幾千公頃土地的圖片就占據(jù)了千兆字節(jié)，因此需要從衛(wèi)星發(fā)送到地面的數(shù)據(jù)量非常大。有效的解決方案是利用高效的機(jī)器學(xué)習(xí)算法在衛(wèi)星內(nèi)部操控箱進(jìn)行高光譜分析處理。這樣，衛(wèi)星只需將土壤分析結(jié)果傳送到地面即可。
位于波蘭的空間應(yīng)用自主系統(tǒng)專業(yè)機(jī)構(gòu)KP實(shí)驗(yàn)室公司（KP Labs），已開發(fā)訓(xùn)練出一種任務(wù)模型，并通過飛機(jī)拍攝的波蘭南部地區(qū)的高光譜圖像，對該模型進(jìn)行了驗(yàn)證。這項(xiàng)技術(shù)也可以應(yīng)用于航空成像，不過KP實(shí)驗(yàn)室開發(fā)人員表示，通過衛(wèi)星能以更低的成本覆蓋到更廣的區(qū)域，因此下一階段將著力證實(shí)該技術(shù)可適用于衛(wèi)星拍攝的高光譜圖像。
“直覺-1"是一個6U或6個單位的立方體衛(wèi)星，即由6個標(biāo)準(zhǔn)尺寸（10立方厘米）的模塊（3 x 2 x 1）組成。它的掃描分辨率可達(dá)30米，以往需要幾周才能獲取的土壤數(shù)據(jù)，目前可縮短至幾天內(nèi)，且無需對土壤樣本進(jìn)行持續(xù)采集和處理。該衛(wèi)星將搭載高光譜相機(jī)、數(shù)據(jù)處理單元和機(jī)器學(xué)習(xí)算法，于2022年底發(fā)射升空。

該項(xiàng)目由歐洲的Φ-Lab計劃資助，旨在開拓對地觀測衛(wèi)星的創(chuàng)新模式。這項(xiàng)工作建立在早期實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目基礎(chǔ)上，早期主要是利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評估海冰和土壤濕度，這也表明此類方法可用于衛(wèi)星在軌數(shù)據(jù)的處理。
“直覺-1"衛(wèi)星展現(xiàn)了目前可將多少邊緣計算能力壓縮在一個小空間內(nèi)，未來，其它使用類似傳感技術(shù)的新一代智能衛(wèi)星也將蓄勢待發(fā)。當(dāng)前，此類機(jī)器學(xué)習(xí)算法已進(jìn)入一些小型機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域，包括大眾市場的無人機(jī)、用于尋找水下地雷的無人潛水器，甚至用于搜索地下隧道的機(jī)器狗。在任何通信受限的地方，邊緣計算和機(jī)器學(xué)習(xí)就有可發(fā)揮的空間，為信息本地化處理提供可能，正如“直覺-1"衛(wèi)星所展現(xiàn)的。當(dāng)然，太空不是發(fā)展的極限。

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