W teorii statki pływające po morzach i oceanach powinny być ciągle wykrywalne, aby zminimalizować ryzyko incydentu na otwartych wodach. Jednak ostatnie lata pokazały, że statki-widma stają się rosnącym problemem i to właśnie w niego chce uderzyć Japonia swoim AIRIS.
Statki nie znikają z oceanu, ale znika ich sygnał
AIS, czyli automatyczny system identyfikacji, podaje pozycję, kurs, prędkość, identyfikację i inne dane statku. W świetle prawa jest wymagany m.in. na statkach od 300 GT w rejsach międzynarodowych, na statkach towarowych od 500 GT poza rejsami międzynarodowymi oraz na wszystkich statkach pasażerskich i to niezależnie od wielkości. Jednostki wyposażone w AIS powinny utrzymywać go ciągłe w działaniu, choć poza wyjątkami wynikającymi z bezpieczeństwa informacji nawigacyjnej. Po co? Ano po to, by zapewniać światu pełny obraz ruchu morskiego.
Czytaj też: Zwykły minerał i niezwykły wodór. Chińscy naukowcy rozwiązali trzy problemy w jednym procesie
Po co więc taki tankowiec albo kontenerowiec wyłącza nadajnik, znika z mapy i płynie dalej? Ano po to, aby obejść sankcje i dostarczyć coś z punktu A do punktu B, co w świetle prawa dostarczone zostać nie powinno. Mówimy więc o jednym z ważniejszych problemów współczesnej kontroli sankcji, bezpieczeństwa morskiego i obserwacji infrastruktury krytycznej. Jak więc go rozwiązać?
Tutaj wchodzi japoński AIRIS, czyli Artificial Intelligence Retraining In Space. Firma Mitsubishi Heavy Industries przeprowadziła demonstrację orbitalną systemu, który wykrywa statki na obrazach z satelity, korzystając z pokładowego przetwarzania z wykorzystaniem sztucznej inteligencji (AI). Sprzęt znalazł się na małym satelicie demonstracyjnym RAISE-4 w ramach programu JAXA Innovative Satellite Technology Demonstration-4, a sam AIRIS składa się z procesora danych z AI oraz kamery obserwacji Ziemi opracowanej przez tokijski uniwersytet nauki. Najważniejszym elementem tej układanki jest SOISOC4, czyli odporny na promieniowanie mikroprocesor kosmiczny opracowany wspólnie przez JAXA i Mitsubishi Heavy Industries.
Czytaj też: Fizycy odkryli nowy rodzaj cząstek. Jednowymiarowe anyony sprawiły im niespodziankę
Dla mnie istotniejsze w tym projekcie jest przesunięcie części analizy z Ziemi na satelitę. Klasycznie bowiem satelita robi zdjęcia, wysyła możliwie dużo danych na Ziemię, a dopiero tam zaczyna się właściwe szukanie obiektów. AIRIS ma robić inaczej, bo analizować obraz już na orbicie, wybierać fragmenty, w których są interesujące cele i dopiero te wycinki przesyłać na Ziemię. Musimy jednak pamiętać, że jest to dopiero demonstracja, a tutaj różnica jest zasadnicza. Demonstracja pokazuje bowiem, że da się wykrywać statki z orbity z użyciem pokładowej SI, ale system operacyjny musi jeszcze poradzić sobie z częstotliwością przelotów satelitów, zachmurzeniem, rozdzielczością obrazu, warunkami oświetleniowymi, kosztami konstelacji, priorytetyzacją celów i integracją z innymi źródłami danych.
Dziś najważniejsze nie jest zdjęcie, tylko czas
Odkąd piszę o technologiach wojskowych, kosmicznych i obserwacyjnych, coraz częściej wraca na stół problem, że samo zrobienie zdjęcia przestaje już wystarczać. Dane bez szybkiej selekcji bywają ciężarem. Można mieć świetne sensory, ale jeśli informacja z nich dociera dopiero po czasie, to jest bardziej archiwum niż narzędzie działania. W przypadku statku, który wyłączył AIS, zmienił trasę i płynie przez otwarty ocean, kilka godzin opóźnienia może oznaczać zupełnie inną pozycję i konieczność zaczynania analizy od nowa.
Dlatego AIRIS wydaje mi się ciekawy nie jako “kosmiczny detektyw”, ale jako przykład szerszego trendu. Orbita przestaje być wyłącznie miejscem zbierania danych, a zaczyna być miejscem ich wstępnej interpretacji. Podobny kierunek widać zresztą przy komputerach pracujących w kosmosie, gdzie sens miało właśnie lokalne przetwarzanie obrazów, a nie samo dokładanie kolejnych zdjęć do kolejki. Blisko temu również do satelitów sterowanych przez sztuczną inteligencję, które rozpoznają oceany, lasy i cele bez czekania na pełną analizę naziemną.
Ocean jest zresztą świetnym testem takiej technologii wykrywania. Jest bowiem ogromny, dynamiczny i pełen fałszywych tropów. Fale, odbicia światła, zmienna pogoda, różne typy jednostek i ograniczone okna obserwacji sprawiają, że wykrywanie statków nie jest prostym zadaniem typu “znajdź biały prostokąt na niebieskim tle”. W dodatku statek-widmo zwykle nie znika przypadkiem, a wtedy, gdy komuś zależy na utrudnieniu śledzenia.
Czytaj też: Chiny pokazały sprzęt, który zaskoczył mnie podwójnie. Kwantowe obliczenia coraz realniejsze
Oczywiście to nie koniec statków widmo. Kamera optyczna nie widzi bowiem przez chmury, pojedynczy satelita nie obserwuje stale całego oceanu, a małe jednostki będą trudniejsze do wykrycia niż duże tankowce. Przetwarzanie na orbicie ogranicza ilość przesyłanych danych, ale nie zmienia fizyki obrazowania. Do tego dochodzi problem fałszywych alarmów, a to zwłaszcza na wzburzonym morzu i w rejonach o dużym ruchu. Jeśli więc system ma działać operacyjnie, to musi być częścią większej infrastruktury, a nie samotnym urządzeniem z dobrą kamerą.
Źródła: Międzynarodowa Organizacja Morska, Mitsubishi Heavy Industries
