【科創獻港力】中大製太空「AI大腦」 實時監測防災減災 將AI模型直接部署到衛星 「天基運算」高效守護市民生命財產
在國家加快建設航天強國的目標下，香港科研力量正積極配合作出重要貢獻。其中在衛星遙感領域，香港中文大學太空與地球資訊科學研究所（太空所）所長關美寶與團隊主理設計與研發的兩枚衛星「香港青年科創號」及「港中大一號」早前已先後發射，成功構建香港首個低軌衛星星座，並因應環境與人類健康議題，度身訂造相關感測器。團隊並在此基礎上，落實推動「天基運算」（in-orbit computing）的發展，將人工智能（AI）模型直接部署於衛星上運行，在軌偵測洪水、山泥傾瀉或工業火災等情況，以近乎實時的方式監測香港多項關鍵基建設施，為可能出現的災害提供即時警報甚至災前預警，更高效地守護市民生命財產。
●香港文匯報記者 莫楠
關美寶透過最新一期的《走進中大》分享其衛星科研故事。今年2月，在國家「十五五」規劃開篇之際，由她與中大太空所團隊歷時三年多設計及研製的「港中大一號」成功升空，並與2024年9月發射、由中大首次直接參與設計的「香港青年科創號」實驗星組網，構建香港首個低軌衛星星座，標誌其衛星防災減災的星座計劃正式起步。
雙衛星分工 縮短數據更新周期
中大的兩枚衛星分工協作，可擴展觀測覆蓋、縮短數據更新周期；關美寶團隊又特別把AI模型直接部署到衛星上進行「天基運算」，而非依傳統做法將原始影像傳送回地球處理，透過在軌完成判讀與決策，一旦遇上天災或城市突發事故，更可自上而下快速生成初步評估，把以往數小時的延誤壓縮至近乎「即時」的洞察。爭分奪秒提升應對效率，保障市民生命財產。
精簡演算法與程式碼 重構運算架構
據介紹，「港中大一號」針對城市地物類型繁複、空間異質性高等特點，該星搭載高解像度多光譜光學遙感相機，空間解像度達一米，可獲取由近紫外至近紅外共10個譜段資訊，應用涵蓋防災減災、智慧城市及區域可持續發展等。
設計上，團隊亦把AI大語言模型作星載部署，使衛星具備在軌準即時分析與資訊提取能力，突破傳統對地觀測「海量回傳、地面處理、延時回應」的限制。
要讓太空中的衛星附帶「AI大腦」，背後則是工程與計算的硬仗，關美寶提到，AI模型耗電、耗算力，而小型衛星能源、算力與記憶體極為有限。為此，她與電子工程團隊緊密合作，精簡演算法與程式碼、重構運算架構，務求在不透支電池、不犧牲穩定性的前提下，讓衛星真正做到「在軌思考」、快速回應。
除「天基運算」外，中大太空所亦正建構碳排放監測系統，整合衛星、地面感測器及數碼孿生技術，以數據驅動的虛擬模型重現真實世界運作。系統目標不止停留於宏觀統計，而是把量測尺度收窄至街道、社區層面；配備監測儀器的流動車輛再補足精細數據，同一套工具亦可用於災前預警。團隊透過分析歷史衛星數據，已能在斜坡失穩或地陷事件發生前數月識別細微前兆；現時亦以近乎實時方式監測包括香港國際機場、港珠澳大橋在內的關鍵基建。
關美寶認為，香港具備成為高階地球觀測服務樞紐城市的條件；透過中大與本地及國際夥伴合作，衛星數據不應只停留於科研，更可轉化為災害應對、城市規劃、公共健康以至碳中和路徑的實務支援，回應國家「十五五」規劃布局，助力國家建設航天強國。
