麻省理工学院 ARCLab 宣布首届太空人工智能创新奖获奖者
近年来，地球轨道上的卫星密度呈指数级增长，小型卫星成本降低，使政府、研究人员和私营公司仅在 2023 年就能够将约 2,877 颗卫星发射并运行到轨道上。这包括地球静止轨道 (GEO) 卫星活动的增加，这带来了具有全球影响力的技术，从宽带互联网到气候监测。然而，这些卫星技术带来的诸多好处也带来了安全风险和环境问题。迫切需要更准确、更有效的卫星行为监测和建模方法，以防止碰撞和其他灾难。
为了应对这一挑战，麻省理工学院天体动力学、空间机器人和控制实验室 (ARCLab) 推出了 麻省理工学院 ARCLab 太空人工智能创新奖：这是一项前所未有的竞赛，要求参赛者利用人工智能来描述卫星的生命模式 (PoL)——卫星在轨的长期行为叙述——使用纯粹被动收集的信息。自去年秋天招募参赛者以来，126 个团队使用机器学习创建算法，在六个月内标记和时间戳地球同步轨道卫星的行为模式，以准确性和效率为目标展开角逐。
在美国空军部-麻省理工学院人工智能加速器的支持下，该挑战赛总奖金为 25,000 美元。ARCLab 和麻省理工学院林肯实验室的评委团队根据清晰度、新颖性、技术深度和可重复性对参赛作品进行评估，为每个参赛作品分配 100 分。现在评委们已经宣布了获胜者和亚军：
一等奖：David Baldsiefen——夏威夷 2024 队
凭借 96 分的获胜分数，Baldsiefen 将获得 10,000 美元奖金，并受邀加入 ARCLab 团队，于今年秋季在夏威夷举行的先进毛伊光学和空间监视技术 (AMOS) 会议上进行海报展示。一位评估员指出：“报告简洁明了，提出了非常好的想法，例如定位器的标签编码。关于架构和特征工程的决策是经过深思熟虑的。提供的代码也有很好的文档记录和结构，可以轻松重现实验。”
二等奖：Binh Tran、Christopher Yeung、Kurtis Johnson、Nathan Metzger — Team Millennial-IUP
Millennial-IUP 的得分为 94.2，Y，将获得 5,000 美元奖金，并将加入 ARCLab 团队参加 AMOS 会议。一位评估员说：“所选模型合理合理，在提高效率方面做出了令人印象深刻的努力……他们使用物理学来指导他们的模型，这似乎是可重复的。总的来说，这是一份易于理解、简洁的报告，没有太多术语。”
三等奖：Isaac Haik 和 Francois Porcher — QR_Is 团队
Haik 和 Porcher 的得分为 94 分，他们将分享 3,000 美元的三等奖，还将与 ARCLab 团队一起受邀参加 AMOS 会议。一位评估员指出：“这份内容丰富、引人入胜的报告以令人信服的方式描述了 ML 和信号处理技术的结合，并辅以内容丰富的图表、表格和序列图。作者确定并描述了一种模块化的类别检测方法及其对特征效用的评估，他们正确地指出，这些方法在各个类别中的用处并不均匀……任何任务专业知识的缺乏都可以通过清晰详细地讨论他们所用方法的优点和缺点以及讨论他们学到的东西来弥补。”
得分排名第四至第七的队伍将分别获得 1,000 美元和优秀证书。
“本次竞赛的目标是通过邀请人工智能开发专家在轨道容量这一新背景下运用他们的技能，促进在太空领域采用跨学科方法解决问题。我们所有获胜团队都真正做到了这一点——他们为令人印象深刻的参赛作品带来了技术技能、新颖的方法和专业知识。”ARCLab 负责人理查德·利纳雷斯 (Richard Linares) 教授说道。
利用被动数据进行主动建模
在地球同步轨道卫星在轨运行的整个过程中，操作员会发出命令，让卫星处于各种行为模式——保持位置、纵向移动、寿命终止行为等。卫星寿命模式 (PoL) 描述了由一系列自然和非自然行为模式组成的在轨行为。
ARCLab 开发了一款开创性的基准测试工具，用于地球同步卫星生命模式表征，并创建了 卫星生命模式识别数据集(SPLID)，其中包含真实和合成的空间物体数据。挑战赛参与者使用此工具创建算法，使用人工智能绘制卫星在轨行为。
麻省理工学院 ARCLab 太空 AI 创新奖的目标是鼓励技术人员和爱好者将创新和新技能应用于航空航天领域的既定挑战。该团队计划在 2025 年和 2026 年举办比赛，以探索其他主题并邀请 AI 专家将他们的技能应用于新挑战。
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