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用自己的双手让卫星变“聪明”这些年轻人的代码上天了

来源:网络整理 作者:admin 人气: 发布时间:2022-11-22
摘要:距离地表数百至上千公里的低轨卫星轨道上,许多年轻人的梦想,即将和数颗卫星一起在太空中翱翔。由华中科技大

距离地表数百至上千公里的低轨卫星轨道上,许多年轻人的梦想,即将和数颗卫星一起在太空中翱翔。

由华中科技大学教授刘方明指导的博士研究生陈姝彤和OpenEdgeNeXt团队的小伙伴们,就是其中一群年轻人。今年6月,中国青年报社、北京邮电大学、华为云联合发起了“代码上太空”征集活动。包括陈姝彤在内的广大青年学生受邀前来,开发适用于卫星的创新应用。她们的优胜作品将有机会通过全球首个云原生卫星计算平台,部署到“天算星座”计划的多颗卫星中,让卫星变得“更聪明”。

“天算星座”计划由北京邮电大学深圳研究院与天仪研究院共同发起,首颗先导星已于2021年12月成功发射,预计2023年完成一期组网建设,建成后将成为我国科研卫星领域的生力军,也将是全球卫星网络科技创新基地之一。华为云作为“天算星座”首批共建单位,首次将云原生、边云协同等理念引入空间计算领域,实现了卫星计算平台的智能化,让卫星具备了“思考”能力。

2022年11月9日,征集活动结果公布。来自全国各地的11支参赛队伍斩获奖项,其中,华中科技大学OpenEdgeNeXt团队凭借“CoStar:基于神经网络模型动态切分的星地协同遥感图像分析系统”获得冠军;来自华中科技大学、武汉大学、北京邮电大学、中国电信研究院等科研院所和北京边界空间科技有限公司的5支队伍获得优胜奖。

“太空和卫星离自己似乎不再遥远,我们的代码要上天了!”这些年轻的队伍朝气蓬勃,对未来充满期待。

写出来的代码不再“躺”在实验室里

作为冠军团队OpenEdgeNeXt的指导老师,华中科技大学教授、博士生导师刘方明最为感慨的是,通过这次比赛,他和学生们有了一个极佳的实践机会,所写的代码不再仅仅停留在实验室里,而是跟真实的大场景、真实的数据紧密结合起来,面向应用中的实际问题,“更好地落地”。

他告诉中青报·中青网记者,“这次能够跟大赛结合,以赛促学,以赛促研,为成果转化提供了更好的条件。”

刘方明长期从事分布式系统与网络、云计算与边缘计算等领域的研究,获批多项国内外专利,曾获国家自然科学二等奖、教育部自然科学一等奖等奖项。用他的话说,企业提供了基础平台,发布“有价值的场景”,还拿出了切切实实困扰业界的难题。而高校师生则在关键技术上有着足够的积累,作为开发者前来,揭榜应战。

这种“新模式”,让高校师生与产业平台“走到一起”,共同解决云计算、星地协同、人工智能这些交叉结合实际的问题,产教融合,是个“共赢的过程”。

“以前我们做了关键技术、原型系统,要想做成果转化确实是很难的,但这次不用担心这个问题了。华为提供了开源的云原生边缘计算平台KubeEdge、边云协同AI框架Sedna,还有弹性云服务器、云原生服务等,以及昇思MindSpore,给了参赛团队强有力的支撑,我们不必从零开始搭建系统,部署和运维的效率大大提升。”刘方明说。

OpenEdgeNeXt团队成员包括华中科技大学4位在读博士生和1位在读硕士生。队长陈姝彤和技术员裴强宇、武静、胡嘉海,有的发表过顶级学术论文,有的获得过国家发明专利,还有刚入学不久的胡海川,曾带队获得过世界大学生超算竞赛ASC二等奖。

在参加比赛之前,陈姝彤一直觉得太空和卫星离自己很遥远。直到这次给卫星写代码,她才发现,原来卫星上用的技术,和她研究的方向竟然息息相关。

她忍不住感慨,团队的科研积累,也可以在太空上施展拳脚。

“这让我们觉得,太空和我们的距离一下子拉近了很多,这也是我们参加比赛的收获,我们的视野打开了,未来的方向也更加广阔,更加顶天立地。”陈姝彤从小就对计算机感兴趣,在进行科研的过程中,她能够感受到乐趣。

OpenEdgeNeXt团队创新式地提出了一种星地协同遥感分析框架,起名叫CoStar。这个新方案能够将遥感图像模型一分为二,星载设备和地面站数据中心分别执行这个模型在云和边的两部分,实现细粒度、自适应、多样化的星地协同,可服务于灾害监测、资源探测等事关国计民生的多种应用服务。

这种全新的神经网络模型动态切分机制,如果安装在卫星上,比传统方案效率提高2.97倍。此外,CoStar既满足了推理的精度,还减少了资源消耗,平均带宽需求率大幅降低。

“该方案在推理效率提升及能耗节省上有巨大技术优势,商业转换后,预计每年可以节省超过1亿元成本。”刘方明展望。

年轻人也能和卫星火箭这些“高大上”产生联系

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