AIを搭載とうさいした超ちょう小型こがた衛星えいせいが、宇宙うちゅうから山やま火事かじを見みつけ出だす

人工じんこう衛星えいせいが捉とらえた大量たいりょうのハイパースペクトル画像がぞう（光ひかりを波長はちょうごとに分光ぶんこうして撮影さつえいした画像がぞうデータ）を地球ちきゅうへ送信そうしんする前まえに衛星えいせい軌道きどう上じょうで解析かいせきできれば、貴重きちょうな時間じかんとエネルギーを大幅おおはばに節約せつやくできる。そこでオーストラリアの科学かがく者しゃたちは、CubeSat（キューブサット）と呼よばれる超ちょう小型こがたの人工じんこう衛星えいせいに人工じんこう知能ちのう（AI）を搭載とうさいすることで、衛星えいせい上じょうで画像がぞう処理しょりとデータ圧縮あっしゅくを実行じっこうすることに成功せいこうした。

「従来じゅうらいの地球ちきゅう観測かんそく衛星えいせいには、リアルタイムに地球ちきゅうを写うつした複雑ふくざつな画像がぞうを軌道きどう上じょうで分析ぶんせきする処理しょり能力のうりょくはありませんでした」と、サウスオーストラリア大学だいがく（UniSA）の地理ちり空間くうかん学者がくしゃのステファン・ピーターズ博士はかせは説明せつめいする。この課題かだいを克服こくふくするためにピーターズらが構築こうちくしたのが、キューブサットの限かぎられた処理しょり能力のうりょくと消費しょうひ電力でんりょく、わずかなデータストレージの制約せいやく内ないで動作どうさする軽量けいりょうなAIモデルだ。

オーストラリアの大学だいがくや研究けんきゅう機関きかんによるコンソーシアム「SmartSat CRC」から資金しきん援助えんじょを受うけてUniSAが主導しゅどうするこのプロジェクトでは、南みなみオーストラリア初はつとなるキューブサット「Kanyini（カニーニ）」に搭載とうさいすべく、オンボードのAIを用もちいたエネルギー効率こうりつが極きわめて高たかい早期そうき火災かさい煙けむり検出けんしゅつシステムを、ピーターズ率ひきいる研究けんきゅうチームが開発かいはつした。宇宙うちゅうから火災かさいを早期そうきに発見はっけんすることで、被害ひがいを最小限さいしょうげんに抑おさえることが目的もくてきだ。

雲くもと煙けむりを見分みわけて送信そうしんデータを最小さいしょう化か

カニーニのプロジェクトは、南みなみオーストラリア州しゅう政府せいふとSmartSat CRC、パートナー企業きぎょうの協力きょうりょくによって実現じつげんした。そのミッションは、6Uサイズ（縦たて10cm×横よこ10cm×高たかさ60cm）のキューブサットを地球ちきゅう低てい軌道きどうに打うち上あげて森林しんりん火災かさいを検出けんしゅつするほか、内陸ないりくと沿岸えんがんの水質すいしつをモニターすることにある。

衛星えいせいのセンサーが地球ちきゅうからの反射はんしゃ光こうを異ことなる波長はちょうで捉とらえて詳細しょうさいな地表ちひょうマップを生成せいせいするハイパースペクトルイメージングは、火災かさいの監かん視しや水質すいしつ評価ひょうか、土地とち管理かんりなど、さまざまな用途ようとに活用かつようされる。

オンボードAIを活用かつようした新あらたなモデルは、このハイパースペクトル画像がぞうをダウンリンク（衛星えいせいから地球ちきゅうへの送信そうしん）する際さいのデータ量りょうを元もとサイズの16％まで減へらすことで、エネルギー消費しょうひを69％削減さくげんすることに成功せいこうした。これにより、従来じゅうらいの地上ちじょう側がわでの処理しょりの500倍ばいの速はやさで火災かさい発生はっせい時じの煙けむりを検出けんしゅつできるようになったという。

「火ひの手てが上あがる前まえにセンサーが火災かさいを判別はんべつする最初さいしょの兆候ちょうこうは煙けむりです。これを早期そうきに検出けんしゅつできるかにかかっています」と、ピーターズは言いう。

ピーターズによると、目的もくてき達成たっせいに必要ひつような重要じゅうような情報じょうほうは、ほとんどの場合ばあいにおいて収集しゅうしゅうされるデータのほんの一部いちぶにしか含ふくまれていない。しかし、従来じゅうらいの人工じんこう衛星えいせいではデータをオンボードで処理しょりできないことから、すべてのデータをいったん地上ちじょうにダウンリンクしたうえで解析かいせきする必要ひつようがあった。

そこで、実際じっさいにオーストラリアで発生はっせいした森林しんりん火災かさいのシミュレーション画像がぞうを用もちいて煙けむりと雲くもを区別くべつできるAIモデルをトレーニングすることで、地上ちじょうにダウンリンクして解析かいせきするデータを最小限さいしょうげんに抑おさえたというわけだ。過去かこに南みなみオーストラリアのクーロン地域ちいきで発生はっせいした火災かさいのシミュレーションでは、カニーニのオンボードAIが煙けむりを検出けんしゅつして南極なんきょくの地上ちじょう局きょくにデータを送信そうしんするまで14分ふんもかからなかったという。

「この研究けんきゅうにより、オンボードAIを用もちいた画像がぞう処理しょりの恩恵おんけいが十分じゅうぶんに証明しょうめいされました。森林しんりん火災かさいだけに限かぎらず、他たの自然しぜん災害さいがいに対たいする早期そうき警戒けいかいシステムとしても価値かちを見出みだしだせるのではないでしょうか」

研究けんきゅうチームは、カニーニのミッションが始動しどうする2025年ねんを目処めどに、衛星えいせい軌道きどう上じょうでオンボードAIを使つかった火災かさい検出けんしゅつの実証じっしょうを計画けいかくしている。また将来しょうらい的てきには、この技術ぎじゅつの商業しょうぎょう化かに加くわえて、地球ちきゅう規模きぼで衛星えいせいを分散ぶんさん配置はいちするコンステレーションに導入どうにゅうすることで、1時間じかん以内いないに火災かさいを検出けんしゅつできるシステムの構築こうちくを目指めざす考かんがえだ。

（Edited by Daisuke Takimoto)

※『WIRED』による宇宙うちゅうの関連かんれん記事きじはこちら。人工じんこう衛星えいせいの関連かんれん記事きじはこちら。

オーストラリア史上しじょう最悪さいあくの森林しんりん火災かさい、その「恐おそろしい被害ひがい」の全貌ぜんぼうが調査ちょうさ結果けっかから見みえた

月つき探査たんさミッション「アルテミス1号ごう」に“相乗あいのり”する10基きの超ちょう小型こがた衛星えいせいには、宇宙うちゅう探査たんさにとって重要じゅうような任務にんむが課かせられている

米国べいこくを中心ちゅうしんとした月つき探査たんさ計画けいかくの最初さいしょのミッション「アルテミス1号ごう」が、早はやければ2022年ねん8月がつ29日にちに実施じっしされる。打うち上あげられる新型しんがたロケットには宇宙船うちゅうせん「オリオン」のほか10基きの超ちょう小型こがた衛星えいせいも“相乗あいのり”しており、地球ちきゅう近傍きんぼうの小惑星しょうわくせいや月面げつめんの氷こおりの調査ちょうさ、着陸ちゃくりく技術ぎじゅつの検証けんしょうなどの重要じゅうような任務にんむが課かせられている。

実じつ空間くうかんとデジタル情報じょうほうをシームレスに統合とうごうすることで、情報じょうほうをインタラクティブに制御せいぎょできる「体験たいけん空間くうかん」を生うみ出だす技術ぎじゅつ。または、あらゆるクリエイティビティに2次元じげん（2D）から3次元じげん（3D）へのパラダイムシフトを要請ようせいするトリガー。あるいは、ヒトと空間くうかんの間あいだに“コンピューター”が介在かいざいすることによって拡ひろがる、すべての可能かのう性せい──。それが『WIRED』日本にっぽん版ばんが考かんがえる「空間くうかんコンピューティング」の“フレーム”。情報じょうほうや体験たいけんが「スクリーン（2D）」から「空間くうかん（3D）」へと拡ひろがることで（つまり「新あたらしいメディアの発生はっせい」によって）、個人こじんや社会しゃかいは、今後こんご、いかなる変容へんようと向むき合あうことになるのか。その可能かのう性せいを、総力そうりょくを挙あげて探さぐる！ 詳細しょうさいはこちら。