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华为云分布式云原生首次在太空验证, 提升“天算星座”复杂任务能力

12月10日,搭载“天算星座”计算平台的试验卫星在轨稳定运行,华为云“云边一体”方案首次在太空验证。

我们常说人类的未来是星辰大海。

海洋与太空一直是人类拓展自身的认知边界,改造生存空间的重要资源。事实也证明,辽阔的海洋和浩瀚宇宙蕴含无限可能,人类对未知的探索从未迟疑。正是这种向未知领域的不断进取,推动着人类文明持续向前迈进。

追溯人类历史,通过生存空间拓展而带来社会大发展,最具代表性的是600年前的大航海时代。

可以说,大航海时代带来了近现代以工业革命为标志的巨大历史跨越和人类科技、文明长达数百年的高速发展,从而第一次彻底改变了人类认识和改造客观世界的能力局限。

大航天时代与大航海时代只有一字之差,从行为模式上看也有着相似性,大航天时代是在人类进入信息社会,并向智能社会为标志的新阶段迈进的最重要的推动力之一。

就在,2021年12月7日12时12分,谷神星一号遥二运载火箭在我国酒泉卫星发射中心成功发射升空,将搭载“天算星座”计算平台的试验卫星顺利送入预定轨道。

“天算星座”致力于成为我国卫星领域的一支重要力量,未来将重点开展6G核心网系统、卫星数联网、卫星操作系统、器件与载荷测试、联邦学习与AI加速、星载服务能力开放等任务,目标是为我国构建智能化综合性数字信息基础设施开展前期探索,为推动我国6G网络、卫星互联网等技术发展提供技术支撑。

“天算星座”独特之处在于这是我国开展空天地一体化技术的发展的重要尝试,“天算星座”不仅是以服务国家重大战略需求和国际科技前沿探索为目标,而且还是一个产学研用一体化的空天计算在轨试验开放开源平台。

“天算星座”计划,由北京邮电大学深圳研究生院与天仪研究院共同发起,华为云作为首批合作共建单位,将边缘计算与卫星计算平台融合,使得卫星在太空中可同时调用边缘和中心云的资源并具备AI能力和多任务处理能力。测试数据表明,通过卫星与地面站协同推理,计算精度提升了50%以上,卫星回传数据量可减少90%,卫星将进入云原生时代。

华为云“云边一体”方案在太空成功验证后,方案将批量部署在“天算星座”一期的6颗卫星中,在太空中形成协同计算网络,未来有望更好地服务于应急通讯、生态监测、防灾减灾、城市建设等。

当洪涝灾害发生时,救灾人员需要在短时间内掌握受灾情况。这时,卫星传输的灾区图像就成了判断灾情的关键。越快能够获取灾区图像,就能越快开展救援。而过去的方式,需要地面先将“拍摄灾区图像”的指令传输给卫星,卫星将拍摄的影像回传,再经地面计算机视觉处理后,我们就能得出图像中的水体分布,评估灾害面积。但是,卫星传输的带宽资源有限,每日卫星产生的数据中,实际只有10%左右能被传送到计算中心。这就使得整个过程变得极为漫长,影响救援效率。

而有了华为云原生边缘计算后,就可以将部分计算的任务直接交给卫星进行处理。卫星通过在轨AI推理将被云雪覆盖的低质量图像数据丢弃,减少传输压力,有效图片回传后在算力资源丰富的中心节点使用华为云AI高精度模型进行运算,进一步缩短影像预处理、水域提取、监测报告生成的时间,从通常的1天缩短到1小时,显著提升应急响应时间。此外,卫星边缘任务可按需更新,通过在轨AI推理,比较暴雨前后图片,发现山体坍塌风险,提前发现地质灾害隐患,并进行预警。

华为云CTO张宇昕表示:“华为云始终积极投身云原生开源社区建设,支持科研领域的前沿创新。“天算星座”计算平台是业界首次在太空验证云原生云边一体,它也意味着云原生广阔的适用性。”

据悉,在本次卫星中使用的云原生边缘计算平台KubeEdge项目是华为云于2018年11月正式开源的。

今年4月,华为云正式开源云原生多云容器编排项目Karmada,将云原生开源进一步扩展至分布式云领域。9月,华为云发布了业界首个分布式云原生产品UCS,通过将部署于不同区域的云原生能力有机协同起来,让算力、数据、流量围绕业务有机协同,让业务自由流动,真正释放无处不在云原生的价值。

仰望太空,这注定是一条充满挑战的探索之路。通过产学研的协同,科技力量的加持,无疑会加速这一进程。而且这些成果,自然也应当用于服务全人类,大航天时代探索取得的先进成果,会像黏合剂一样紧紧将人们凝聚在一起,这才是共享太空的真正意义。

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