一口气读了两个博士一个硕士,他被挖到杭州,教“人造卫星”做算术

文摘   2024-08-14 17:37   浙江  


2023年8月10日12点03分,一颗名叫“地卫智能应急一号”的人造卫星在酒泉成功发射,难得发一次朋友圈的康亚舒激动地记录下了这一时刻,并和同事们道了一声“辛苦了”。


这是首颗进入太空,来自浙江的“AI卫星”,是由一家名叫“地卫二”的杭州公司研发的。月球是地球的第一颗天然卫星,“地卫二”致力于成为第二颗保护地球的卫星。


“地卫智能应急一号”模型


康亚舒是地卫二的人工智能首席科学家,他和同事们一手搭建了这颗卫星的AI大脑。传统卫星在拍完照后需要将海量数据分批次传回地面再做研究,这款卫星可以直接在太空进行关键数据分析,光是传输数据的大幅减少,就显著提升了卫星应用的效率。


更不用说,这还是一颗会在太空里“做算术题”的AI卫星。



留学时一口气读了三个学位

两个博士一个硕士


在加入地卫二之前,康亚舒从未想过自己从事的职业会和太空、卫星搭上边。在他的求学生涯中,大半的经历都交给了“交通”。


1990年,康亚舒出生于江西南昌,受爸爸交警身份的影响,从小对交通道路颇感兴趣,高考后如愿去了北京交通大学的铁路运输专业,“当时想法很简单,铁路局是 ‘铁饭碗’,应该蛮稳定的”。


四年本科学业结束后,康亚舒被保研读了交通运输规划与管理专业,研究生毕业后选择继续海外深造,考上了内布拉斯加大学林肯分校的交通运输专业,师从Khattak博士,是在美国交通领域排名前三的业内大牛。


从2014年出国留学到2021年回国工作,七年时间里,康亚舒一直在疯狂学习,最后一共拿下了三个学位,交通和统计两个博士学位,同时还修了一个计算机的硕士学位。


让人没想到的是,计算机这个硕士学位成了影响他今后职业方向的最大变量,给他的人生打开了一扇新的窗户。


“当时在上一门叫空间信息分析的课程时,动了去读一个计算机学位的念头。”康亚舒说自己当时很想申请乔治亚理工学院的计算机系,但也意味着离开目前在读的专业和学校,以及生活的城市,“最担心的是导师会不会误解,以为我是读不下去要逃跑了”。


再三犹豫后,他先把自己的想法和任课老师沟通,没想到老师直接反问:why not?(为什么不呢?)鼓励他按照自己的想法大胆去尝试,并表示甚至会帮忙说服他的导师。


等读完计算机硕士学位,康亚舒再回到原来的学校完成博士学位的时候,因为这个特殊的小插曲,导师还肯定他的勇气,并在他答辩时给了很高的评价。


凭借跨学科背景拿下offer


2021年3月,地卫二正式成立,开始招兵买马,接触康亚舒的时候,他的第一反应是不匹配。后来地卫二创始人兼CEO温卓明给他打电话,两个人聊了一个半小时,他才觉得好像还挺是那么回事的。


也还是在空间信息分析这门课上,康亚舒了解到美国的一些初创公司,已经把一些实验级的AI部署到卫星上,只不过他当时只是兴趣使然,还没有考虑过自己会从事这个领域。


这通电话还把康亚舒的思绪拉回刚到美国的第一个月,朋友带他去休斯敦的NASA产业科普园玩,看到了阿波罗飞船的残骸,那是他第一次近距离接触和感受太空科技的魅力。与地卫二接触后,这次不经意间的游玩场景,时不时就会回到他的脑海中来。


技术面试和创始人面试结束,康亚舒还没有百分之百确认接下这份工作。直到他第一次来杭州,走进地卫二,温卓明拉着他介绍项目,那份自信和执着,彻底感染了他。


这家公司虽然刚成立不久,但创始人团队在AI卫星方面拥有全球领先的技术储备,是一家全球化的太空智能技术研究公司,在国内最早使用工业级元器件研制卫星,将来要做“太空计算系统”,发展前景很不错。



为什么是自己?后来和老板们聊起来,康亚舒才知道自己沾了跨学科背景的光,交通、统计和计算机,都和卫星计算搭了一点边,包括他的统计学博士学位论文是关于统计学习VS机器学习,卫星研究在交通领域的应用也颇为广泛,更不用说计算机这一对口专业了。


“另外,做一颗智能卫星,我们所面临的问题、站的视角,都和常规意义上的学科有差别,也需要很强的学习能力。”康亚舒显然是一个学习能力不错的人,这也是他被看中的第二个原因。


还有一点,当时地卫二的初创团队大多是来自中兴等通信领域的骨干专家,工作经验丰富,但都是70后和80后,康亚舒90后的身份是团队里的新鲜血液,未来是AI的时代,年轻人占据了天然优势。


2023云栖大会上,康亚舒介绍太空AI算法共乘计划。


数小时和180天


入职地卫二后,康亚舒开始组建团队,搭建整个太空云计算的框架。在一定程度上,这也是从0到1的改变,团队的主要职责是算法模型的搭建,即给卫星安上一颗AI大脑,进而实现从传统的“天存地算”转变为“天感天算”。


也就是说,通过部署全新的计算架构,并尝试超百种的相关算法,包括语义理解、在轨识别、智能分割、智能压缩、无效数据清洗、大模型推理等能力。这样就可以将原来的地面数据处理能力转移到太空,形成地面下达指令,在星上完成实时反馈的高效流程。


部署在卫星AI大脑上的算法模型,很少有直接的案例可以参考,康亚舒和团队只能摸索着前进。举个例子,传统卫星拍摄的照片“废片率”很高,60%的图片会被云层遮挡,这些没经过处理的图片如果直接传回地面,费时费力还一无是处。


康亚舒想着搭建一个云量检测的算法,这样可以精准给出一张照片的“含云量”,数值达到多少就说明这是一张废片,达到多少还能有挽救价值。看起来简单,但需要测试海量的卫星图片,反复修正,花费很多的时间和精力。


好在这些算法模型,都对应着非常实用的功能。再比如,常见的卫星监测渔船,最好能即时反馈,否则很容易丢失目标。尤其是当很多颗卫星组成一个网络,数据共享时,就像云计算,会带来更多价值。


以1万平方公里卫星图像为例,“地卫智能应急一号”智能卫星只需数小时在轨处理,即可完成整个流程,对应的是传统卫星需要180天。


2022年和2023年,康亚舒和团队还参加了CVPR(世界计算机视觉和模式识别会议)的多项比赛,连续获得不少奖项。


从太空改善地球


在AI智能卫星发射后的20天,地卫二正式发布了一组名叫“太空之弦”的地球全景艺术作品,之所以叫这个名字,是因为这组照片正是地卫二自主研发的拳头产品——“弦”智能体在500公里上空近地轨道,驱动多组空间相机完成,并在轨实现了影像融合、HDR、目标识别等多项操作。



“弦”智能体,简单来说,就像一台搭载了各类应用程序的智能手机,当中的应用程序就是康亚舒在研究的算法。


卫星上天充满了太多不确定性,硬件的挑战也很大,GPU、板卡等电子产品在复杂的太空环境下能否长时间稳定工作,需要进行怎么样的防护处理,都是难题。


好在“弦”智能体经受住了极端复杂环境的考验,具备了强大的自主适应能力和高度可靠的运行稳定性。


“弦”被组装进地卫智能应急一号卫星当中


这也是为什么地卫二在这两年接连拿下多个国际合作,目前海外业务已经覆盖欧洲、非洲、中东、东南亚和南美等地区共40多个国家。


“我们也在和这些国家共同探讨新的可能。”康亚舒还是拿“含云量”举例子,埃及提了一个要求,能不能算一算云的流动速度和方向,这样对于少雨的地方来说,知道了云的走向,可以为人工降雨提供更专业的指导。


事实上,针对目前地球城市治理存在的资源不足、成本高昂的情况,智能卫星让从太空维度赋能水利、农林、防火等应用场景成为可能,未来的智能卫星还将拥有更强的算力,提供更快的数据处理效率,推进自主可控的对地观测数据系统,进一步提升一个国家的治理能力。对于康亚舒来说,这也是这份工作带来的意义和成就,就像地卫二人常说的一句话“从太空改善地球”,这个梦想好像正在一步步实现。


地卫二SkyInsight林火监测智能平台界面示意图




文 | 刘永丽

海报 | 李前芳



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