在杭州,兩位潛心科研的博士后,不約而同地將目光投向了地球上空數(shù)百公里處的低軌衛(wèi)星。
來自西安電子科技大學(xué)杭州研究院的孫冉冉博士,研究如何讓衛(wèi)星通信實現(xiàn)“隱身”。她研究的隱蔽通信技術(shù),可將重要信息信號巧妙偽裝并隱藏于常見的環(huán)境噪聲中。
與此同時,來自國科大杭州高等研究院的趙益晟博士,則賦予衛(wèi)星自主讀圖的能力。他與團(tuán)隊研發(fā)的星載智能技術(shù),借助人工智能大模型,使衛(wèi)星能夠?qū)崟r分析與理解所拍攝的海量影像,并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為簡潔文字傳回地面。
近年來,低空經(jīng)濟(jì)作為國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)迅速崛起,展現(xiàn)出萬億級別的市場潛力。兩位博士后研究員正從太空維度切入,融合人工智能技術(shù),為開拓低空經(jīng)濟(jì)市場注入關(guān)鍵支撐。
學(xué)會“偽裝術(shù)”,讓衛(wèi)星通信更安全
什么是隱蔽通信?
“簡單來說,就是把通信行為隱藏起來。”孫冉冉解釋道,日常通信信號可通過專業(yè)儀器被監(jiān)測,引發(fā)信息泄漏的風(fēng)險,降低通信的安全性。
將通信信號轉(zhuǎn)化為與環(huán)境噪聲高度相似的波形,是提升安全性的手段之一。她舉例說,二戰(zhàn)期間特工曾使用微點技術(shù)、隱形墨水等方式傳遞情報,這些方法成為現(xiàn)代信息安全的啟蒙。基于類似原理,孫冉冉團(tuán)隊通過精密波形設(shè)計,使衛(wèi)星發(fā)射的信號無限接近自然噪聲,從而實現(xiàn)信息的安全傳輸。
“通信安全在現(xiàn)代社會至關(guān)重要,關(guān)系到國家和個人的方方面面。”孫冉冉說,未來杭州若實現(xiàn)全域無人出租車調(diào)度,車輛將與衛(wèi)星頻繁通信獲取位置和權(quán)限信息。若通信過程遭受攻擊,整個系統(tǒng)將面臨癱瘓風(fēng)險。此時,隱蔽通信技術(shù)的重要性便不言而喻。
目前,孫冉冉所研究的隱蔽通信理論為汽車電子產(chǎn)業(yè)中的信息安全問題提供了可行的解決思路。從實驗室測試、場景模擬到實際路況驗證,團(tuán)隊完成了衛(wèi)星隱蔽通信技術(shù)的綜合驗證,并正與多家機(jī)構(gòu)及企業(yè)推進(jìn)應(yīng)用場景落地。
窗外,西電杭研院的空地上,一輛無人實驗車正緩緩駛過。“這輛車應(yīng)用了我們西電杭研院諸多團(tuán)隊的多項技術(shù),”孫冉冉望向窗外,語氣堅定,“希望我所研究的隱蔽通信理論和技術(shù)能造福更多的重點行業(yè),成為通信安全的忠實捍衛(wèi)者。”
裝上會“思考”的大模型,幫衛(wèi)星“讀懂”照片
“猜猜這是哪?”微博用戶“衛(wèi)星數(shù)字人”發(fā)布了一張?zhí)崭┡膱D像,并配以文字描述:“這張衛(wèi)星照片展示了一個大型城市公園……”從拍攝、識別到信息傳送,全過程均由搭載智能系統(tǒng)的低軌衛(wèi)星自主完成。
“整個操作流程最關(guān)鍵的一點就是圖片解釋功能,通俗地說就是把圖片轉(zhuǎn)換成描述性文字發(fā)送至地面終端。”趙益晟介紹,其團(tuán)隊基于自研的“極光天基大模型”,實現(xiàn)了對衛(wèi)星圖像的高效理解、文本轉(zhuǎn)化與用戶交互。
他提到,一張衛(wèi)星照片可從幾個千兆字節(jié)的容量,到數(shù)十個千兆字節(jié)的容量不等,傳統(tǒng)模式下,用戶從提出拍攝需求到拿到圖像,往往需要等待十幾個小時。若遇緊急事件,這樣的延遲顯然不可接受。為此,團(tuán)隊構(gòu)建了天基計算體系,在衛(wèi)星上部署大模型,將海量圖像翻譯后壓縮為僅百字節(jié)級的文字描述,極大提升了信息回傳效率。
隨著圖像轉(zhuǎn)文字技術(shù)的成熟,其應(yīng)用場景正不斷拓寬,涵蓋防災(zāi)減災(zāi)、農(nóng)業(yè)監(jiān)測、交通規(guī)劃等領(lǐng)域。例如,衛(wèi)星可自動檢測耕地變化、輔助火災(zāi)地震應(yīng)急決策,或為車輛提供實時最優(yōu)路線規(guī)劃。
“我目前的主要工作是持續(xù)優(yōu)化算法,提升在軌大模型的能力。”趙益晟說,我國低軌衛(wèi)星每次過境僅有約5%的時間可與地面通信,每一次傳輸都極為珍貴,這也讓他的研究顯得格外關(guān)鍵。
目前,“極光天基大模型”正從實驗室走向系統(tǒng)驗證,逐步在智慧城市、應(yīng)急管理等場景中開展應(yīng)用探索。未來,它將成為連接衛(wèi)星與地面應(yīng)用的智能橋梁,讓太空數(shù)據(jù)更好服務(wù)于社會與民生。
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