AI är en vanligt förekommande skurk i filmer som föreställer sig mänsklighetens fortsatta utforskning av rymden. Men lyckligtvis har det hittills visat sig att AI, snarare än att orsaka skada, har en positiv inverkan på samhället och vår förmåga till hållbar utveckling. Bland annat som en god kraft inom jordobservation.
Vi kan läsa ut mycket från satellitbilder av jorden, exempelvis för att se och mäta vegetation, vatten eller till och med kolgruvor. Det produceras enorma volymer jordobservationsdata varje dag, och därför är automatisering med hjälp av AI ett viktigt hjälpmedel för att övervaka jorden.
Datorer har gjort detta under en längre tid med hjälp av traditionellt fasta algoritmer eller modeller för att upptäcka önskade objekt. Men med AI fortsätter modellerna att utvecklas och lära sig i takt med att nya data kommer in.
Och redan idag finns flera praktiska exempel.
Flera satelliter har nu AI-datorer ombord för att filtrera och bearbeta data, och det finns många applikationer som använder AI för att skapa viktiga insikter för slutanvändarna.
I projektet Child Connectivity, som ESA genomför tillsammans med Giga, utvärderar man ungdomars tillgång till internet. Som en del av detta används AI-algoritmer för att känna igen skolbyggnader med hjälp av data från Copernicus-satelliten Sentinel-2. Och bara i Brasilien kunde man identifiera 65 000 skolor som var felaktigt placerade i UNICEF:s databas.
AI kan även bidra till att förutsäga sjukdomsutbrott eller väderhändelser. I ett annat stort ESA initiativ, tillsammans med UNICEF, kunde deras AI-modeller för klimatdata förutse utbrott av denguefeber en månad i förväg.
Ytterligare ett framgångsrikt exempel på AI:s nytta i rymden är datormodellen DAGGER, som kombinerar AI och satellitdata från NASA för att slå larm om farligt rymdväder.
Solen kastar ständigt ut material i rymden. Både i ett jämt flöde som kallas ”solvinden” och i kortare, mer energirika solutbrott. När detta material träffar jordens magnetosfär skapas det ibland så kallade geomagnetiska stormar. Effekterna av dessa kan variera, men i en värld som ständigt blir mer beroende av teknik blir deras effekter allt mer störande.
Geomagnetiska stormar kan orsaka förödande strömavbrott och störningar i den globala kommunikationen, vilket riskerar att äventyra säkerheten och försörjningsmöjligheter för människor världen över. Dessutom ökar risken för geomagnetiska stormar i takt med att vi närmar oss nästa ”solmaximum”, en topp i solens 11-åriga aktivitetscykel, som förväntas inträffa någon gång under 2025.
För att förbereda sig skapade en internationell forskargrupp modellen DAGGER genom att använda en AI-metod som kallas ”deep learning”, som tränar datorer att känna igen mönster baserat på tidigare exempel. De använde metoden för att identifiera samband mellan solvindsmätningar från rymdsonder och geomagnetiska störningar som observerats vid markstationer över hela planeten.
Modellen kan förutsäga var en annalkande solstorm kommer att slå till på jorden med 30 minuters förvarning. Detta kan ge precis tillräckligt med tid för att förbereda sig för stormarna och förhindra allvarliga effekter på elnät och annan kritisk infrastruktur.
Datorkoden i DAGGER-modellen är öppen källkod och kan med viss hjälp användas av kraftnätsoperatörer, satellitkontrollanter, telekommunikationsföretag och andra för att tillämpa förutsägelserna utifrån deras specifika behov. Sådana varningar skulle kunna ge dem tid att vidta åtgärder för att skydda sina tillgångar och sin infrastruktur, exempelvis genom att tillfälligt stänga av känsliga system eller flytta satelliter till andra banor för att minimera skador.
På så sätt har AI hittills varit ett användbart verktyg för att öka nyttan av rymddata, men vad kan tänkas komma härnäst?
Inom jordobservation arbetar ESA för närvarande med Destination Earth, en AI-driven digital tvilling av jorden som ska övervaka effekterna av naturliga och mänskliga aktiviteter för att förutse extrema händelser.
Mer generellt tror experter att AI-verktyg kommer att bli vanligare inom rymdverksamhet och jordobservation, vilket kommer att ge en enorm skjuts åt ansträngningar för ett grönt och hållbart samhälle. Detta genom att ge oss mer insiktsfull information för beslutsfattande och förvaltning av vår planet.
