時至今日,近3000個航天器持續(xù)圍繞地球飛行。隨著衛(wèi)星材料與體積設(shè)計層面的不斷優(yōu)化,這一數(shù)字正在不斷增長。
當(dāng)然,把這么多衛(wèi)星送入軌道會產(chǎn)生新的問題,例如產(chǎn)生大量太空垃圾以及嚴(yán)重影響我們對夜空的觀測能力。但是,衛(wèi)星也為我們提供著至關(guān)重要的服務(wù)。
以大家最熟悉的GPS為例,這項服務(wù)已經(jīng)成為很多司機(jī)的出行向?qū)АPl(wèi)星也為我們的天氣預(yù)報提供著關(guān)鍵數(shù)據(jù)。但是,衛(wèi)星還在以多種出乎大家意料的方式影響著我們的生活,下面一起來看。
1. 付款
無論大家使用的是非接觸式付款、用Google Pay買一杯咖啡,還是使用ATM機(jī)提取現(xiàn)金,這些操作都離不開衛(wèi)星的支持。實(shí)際上,所有金融交易——從總值數(shù)百萬英鎊的股市交易,到你在視頻網(wǎng)站的每月續(xù)費(fèi)訂閱——都依賴于衛(wèi)星定位加定時服務(wù)方可保障周全。
全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)在地表之上約2萬公里處持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),并不斷與手機(jī)及計算機(jī)保持通信,準(zhǔn)確告知這些設(shè)備當(dāng)前在哪里、當(dāng)前是什么時間。GPS是美國建立的最具知名度的同類系統(tǒng),歐洲的伽利略與俄羅斯的格羅納斯也提供類似的服務(wù)。
只有這種精確的計時支持,我們的財務(wù)交易才能保證同步進(jìn)行。一旦選擇的時間出錯,資金很可能先到達(dá)某一人的賬戶,之后才離開另一人的賬戶。這種問題在股票交易當(dāng)中完全不可接受,因?yàn)楣善眱r格往往會在幾秒鐘之內(nèi)急劇波動。因此,全球金融機(jī)構(gòu)也將此視為最根本的安全性要求。
2. 拯救生命
隨著全球氣候的變化,自然災(zāi)害(包括森林火災(zāi)與熱帶風(fēng)暴)正變得越來越頻繁。幸運(yùn)的是,衛(wèi)星提供一種全面的災(zāi)難監(jiān)控方式,幫助我們研究這類事件,進(jìn)而支持我們的救災(zāi)與響應(yīng)預(yù)案。
德國企業(yè)OroraTech目前正使用一系列航天器中的數(shù)據(jù)檢測火災(zāi)的爆發(fā)。他們使用紅外圖像識別地表熱點(diǎn),通過風(fēng)速指標(biāo)預(yù)測火勢,并配合地形與植被圖幫助消防員規(guī)劃其應(yīng)對措施。
來自衛(wèi)星的數(shù)據(jù)也被用于監(jiān)測熱帶風(fēng)暴,預(yù)測其行進(jìn)路徑并幫助社區(qū)為預(yù)期的影響做好準(zhǔn)備。
面對愈發(fā)嚴(yán)酷的全球挑戰(zhàn),我們需要在此基礎(chǔ)之上建立起更加協(xié)調(diào)一致的全球?qū)Σ摺?000年,已經(jīng)有17個國家同意在緊急情況下自由共享衛(wèi)星數(shù)據(jù)。迄今為止,通過來自60多顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù),此份憲章已經(jīng)通過近700種方式支持126個國家的救災(zāi)工作。
3. 為公義而戰(zhàn)
衛(wèi)星的運(yùn)行空間屬于“無人區(qū)”,目前沒有任何國家或?qū)嶓w宣稱自己“擁有”太空區(qū)域。因此與飛機(jī)或無人機(jī)不同,衛(wèi)星能夠?qū)Φ厍蛏系娜魏螀^(qū)域成像。相比之下,飛機(jī)或無人機(jī)往往需要獲得許可才能進(jìn)入另一國家的領(lǐng)空。
大多數(shù)衛(wèi)星圍繞近地軌道運(yùn)行,距我們頭頂僅300公里至1000公里,只需90分鐘左右即可繞地球一周。隨著地球的不斷自轉(zhuǎn),每條軌道上的衛(wèi)星都能不斷拍攝所掠過的區(qū)域。
面對這近3000只“天眼”,任何行為都難逃來自天空中的目光。如今,衛(wèi)星數(shù)據(jù)已經(jīng)成為維權(quán)人士、新聞工作者以及調(diào)查人員的重要信息來源。除了應(yīng)對非法砍伐森林、起訴戰(zhàn)爭罪犯行為以外,揭露重大事件真相(例如馬航MH17墜毀)的重?fù)?dān)也落在衛(wèi)星肩上。
4. 打擊海盜
目前,法律要求超過一定排水量的船只每分鐘就應(yīng)廣播一次所在位置。在海岸附近,陸基天線可以檢測到這些信號;但在船舶航往遠(yuǎn)洋區(qū)域時,信號則只能由衛(wèi)星或者附近的其他船只接收。
海盜、非法漁民以及其他暴力組織往往會刻意拆除信標(biāo)或關(guān)閉信號發(fā)射以隱匿行跡。幸運(yùn)的是,高分辨率衛(wèi)星圖像可以配合合成孔徑雷達(dá)技術(shù)準(zhǔn)確識別出這些船只。
通過將識別到的船只與檢測到的信標(biāo)位置進(jìn)行比較,我們即可發(fā)現(xiàn)這些“隱形”船只,并向各地執(zhí)法機(jī)構(gòu)發(fā)出警告。
5. 發(fā)現(xiàn)瀕危物種
可以想象,對野生動物進(jìn)行追蹤是一項極為棘手的難題,特別是難以把握偏遠(yuǎn)地區(qū)動物的群體動向。為了應(yīng)對這一挑戰(zhàn),研究人員開始使用衛(wèi)星圖像測量冰面上的鳥糞數(shù)量,借此估算企鵝的種族規(guī)模。
最近,科學(xué)家開始使用極高分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù),甚至能夠從太空拍攝的圖像中識別并計數(shù)鯨魚及大象等動物。雖然現(xiàn)有衛(wèi)星技術(shù)還無法識別出個體動物,但環(huán)境保護(hù)主義者已經(jīng)能夠借此監(jiān)控盜獵、人類入侵與棲息地破壞等行為,保護(hù)瀕臨滅絕的物種免遭戕害。
6. 尋找生命
相當(dāng)一部分繞地球軌道運(yùn)行的衛(wèi)星將視線投向外部,始終注視著深空。地球上仍有眾多陸基望遠(yuǎn)鏡在研究深空,而通過將這些望遠(yuǎn)鏡送入繞地軌道,我們可以避免地表大氣層的影響,幫助我們更清晰地窺探外部的宇宙。
這種清晰的視野對我們尋找系外行星至關(guān)重要。與恒星不同,這些圍繞太陽系以外其他恒星持續(xù)運(yùn)行的行星自身并不發(fā)光,因此我們通過衡量在行星行經(jīng)恒星時產(chǎn)生的微小光線傾角變化,即可檢測到這些行星的存在。
希望其中一些行星能夠承載起地外生命,為我們身在的宇宙增添更多活力。歐洲航天局于2019年上馬的Cheops任務(wù)已經(jīng)發(fā)回第一條檢測自遙遠(yuǎn)世界的信息。雖然距離發(fā)現(xiàn)地外生命仍很遙遠(yuǎn),但終有一天,這些項目有望帶來我們渴望的答案:人類在宇宙中是否孤獨(dú)?
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這項研究提出了"高效探測"方法,解決了掩碼圖像建模AI難以有效評估的問題。通過創(chuàng)新的多查詢交叉注意力機(jī)制,該方法在減少90%參數(shù)的同時實(shí)現(xiàn)10倍速度提升,在七個基準(zhǔn)測試中均超越傳統(tǒng)方法。研究還發(fā)現(xiàn)注意力質(zhì)量與分類性能的強(qiáng)相關(guān)性,生成可解釋的注意力圖譜,展現(xiàn)出優(yōu)異的跨域適應(yīng)性。團(tuán)隊承諾開源全部代碼,推動技術(shù)普及應(yīng)用。
伊利諾伊大學(xué)研究團(tuán)隊開發(fā)了CLAIMSPECT系統(tǒng),通過層次化分解復(fù)雜爭議、智能檢索相關(guān)文獻(xiàn)、多角度收集觀點(diǎn)的方法,將傳統(tǒng)的"真假"判斷轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗑S度分析。該系統(tǒng)能夠自動構(gòu)建爭議話題的分析框架,識別不同觀點(diǎn)及其支撐證據(jù),為科學(xué)和政治爭議提供更全面客觀的分析,已在生物醫(yī)學(xué)和國際關(guān)系領(lǐng)域驗(yàn)證有效性。
清華大學(xué)研究團(tuán)隊首次提出情感認(rèn)知融合網(wǎng)絡(luò)(ECFN),讓AI能像人類一樣理解和表達(dá)情感。該系統(tǒng)通過多層次情感處理架構(gòu),在情感識別準(zhǔn)確率上比現(xiàn)有最佳系統(tǒng)提升32%,情感表達(dá)自然度提升45%。研究突破了傳統(tǒng)AI情感理解的局限,實(shí)現(xiàn)了跨模態(tài)情感融合、動態(tài)情感追蹤和個性化情感建模,為醫(yī)療、教育、客服等領(lǐng)域帶來革命性應(yīng)用前景。
哈佛大學(xué)研究團(tuán)隊通過創(chuàng)新的多智能體強(qiáng)化學(xué)習(xí)方法,讓AI在戰(zhàn)略游戲中學(xué)會復(fù)雜推理。研究發(fā)現(xiàn)AI通過游戲競爭能發(fā)展出類人思維能力,在邏輯推理、創(chuàng)造性解決問題等方面表現(xiàn)顯著提升。這項突破性成果為未來AI在醫(yī)療、教育、城市管理等領(lǐng)域的應(yīng)用奠定基礎(chǔ),展現(xiàn)了通過模擬人類學(xué)習(xí)過程培養(yǎng)真正智能AI的新路徑。