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概要
この記事は、宇宙における人工知能（AI）の利用が進展し、さまざまなプロジェクトが世界中で進行している現状を紹介しています。AIは低軌道衛星でのエッジ演算や探査機の自律運航、国際宇宙ステーションでの機械学習など、地球の外でも実行されるようになっています。特に「宇宙×AI」が注目される理由や各国の先進的なプロジェクトが取り上げられています。
要約（箇条書き）
- AIはスマートフォンやクラウドだけでなく、宇宙でも活用され始めている。
- 地球外での計算は、オフロード処理の時間と電力を節約するための主要な手段となっている。
- 自然冷却が可能で、カーボンフットプリントを削減する環境負荷の少ない計算基盤として注目。
- 中国: 「三体計算星座」により、2,800基の衛星で1,000ペタOPSを目指す。
- 欧州: ESAのΦ-satが宇宙クラウドの実現に向けて進行中。
- 米国: DARPAの「Blackjack」プログラムで軍民連携によるAI協調を検証。
- インド: 初の軌道AIラボ「MOI-TD」が2024年に打ち上げ予定。
- 民間の「宇宙データセンター」構想が進行中で、デジタルツインの生成も期待されている。
- 今後の課題として、電力管理やサイバーセキュリティが挙げられる。
- AIの進化により、観測・通信・探査のリアルタイム化が進むことで、地球規模での利益が期待される。
- エッジAIの導入が新たな時代への転換点となる可能性を示唆。
人工知能（AI）はもはやスマートフォンやクラウドの専有物ではありません。低軌道衛星のエッジ演算、探査機の自律航法、国際宇宙ステーションでの機械学習——いまAIは地球の外でも計算し、学習し、意思決定を始めています。
中国の軌道上スーパーコンピュータ計画から欧米・インドの最新事例まで、想像以上に多様なプロジェクトが進行していることが明らかになりました。本稿では宇宙AIの現在地を概観します。
なぜ「宇宙×AI」が注目されるのか
観測衛星は毎秒テラバイト級のデータを生成しますが、地上に送信できる帯域は限られており、クラウド処理には時間と電力を要します。そこで画像判定や圧縮を衛星内で行う「オンボードAI」が注目されています。
興味深いことに、宇宙の真空環境は自然の冷却装置として機能し、ソーラーパネルによる発電はカーボンフットプリントの大幅削減も可能にします。環境負荷の少ない計算基盤という観点からも魅力的な選択肢です。
世界各国の代表的プロジェクト
中国「三体計算星座」——軌道上1,000ペタOPSへの挑戦
中国のADA Spaceと浙江実験室は、2,800基の衛星を光レーザーで相互接続し、合計1,000ペタOPSを目指す「三体計算星座」を始動させました。2024年5月14日に最初の12基が打ち上げられ、各衛星には8億パラメータのモデルが搭載されています。
この構想が実現すれば、軌道上に巨大な分散コンピューティング基盤が誕生することになります。その規模と野心には正直なところ圧倒されます。
欧州Φ-satと「宇宙クラウド」の実現
ESAのΦ-sat-1は、Intel Myriad-2を搭載したキューブサットで、雲に覆われた画像を即座に除外し、必要なデータのみを送信する実証に成功しました。現在はΦ-sat-2へと発展し、マイクロソフトの「Azure Orbital Space Edge SDK」と連携してクラウドワークロードを直接衛星に流し込む試みも進んでいます。
ヨーロッパらしい着実で実用的なアプローチが印象的です。私たちが日常的に利用するクラウドサービスが宇宙からも提供される日が現実味を帯びてきました。
米国：軍民連携によるエッジAI戦略
国防高等研究計画局（DARPA）は、商用小型衛星を束ねて安全保障ネットワークを構築する「Blackjack」プログラムで衛星間AI協調を検証中です。民間でもPlanet LabsがNVIDIA Jetsonを搭載したPelican衛星でリアルタイム解析を計画するなど、複数のスタートアップが衛星上での推論実行による「エッジ自律」を次々と実証しています。
軍民一体となった迅速な技術開発は、アメリカの特徴的な強みと言えるでしょう。
NASAとISS——パイオニアから最新技術まで
NASA-JPLは1998年打ち上げのDeep Space 1で、星や小惑星をカメラで撮影し軌道を自己判断する「AutoNav」を実装し、宇宙機AIの先駆けとなりました。20年以上前からこのような先進的な取り組みを行っていたことは注目に値します。
最近では国際宇宙ステーション（ISS）と地上で重みパラメータのみを交換するフェデレーテッドラーニング基盤が公開され、通信量を30分の1に削減できると報告されています。技術的に洗練されたアプローチです。
インド：MOI-TD軌道AIラボ——新興国の躍進
2024年12月、ISROのPSLV-C60はTakeMe2Space社の「MOI-TD」を打ち上げ、インド初の軌道AIラボが誕生しました。多波長データをリアルタイム処理し、災害監視や農業診断への応用が期待されています。
インドの宇宙技術における着実な発展と独自性は、改めて注目すべき動向です。
民間「軌道データセンター」構想
データ需要の爆発的増大を受け、元Google会長エリック・シュミット氏は打ち上げ企業Relativity Spaceを通じて”宇宙データセンター”構想を推進しています。地上画像企業MaxarはNVIDIA Omniverseと連携し、3Dデジタルツインを衛星上で生成する仕組みを開発中で、「クラウドを宇宙へ押し上げる」新時代の到来を示唆しています。
これらの構想は一見壮大に見えますが、技術的な実現可能性が現実的な範囲に入ってきていることが興味深い点です。
今後の展望と課題
AI衛星の増加に伴い、宇宙空間でも電力・熱管理・電磁干渉といった資源競争が激化する可能性があります。また、学習済みモデルの改ざんやサイバー攻撃への対策は喫緊の課題です。宇宙空間においてもセキュリティの問題が重要な論点になることは、時代の複雑さを物語っています。
一方で、観測・通信・探査がリアルタイムに高度化すれば、気象予測の精度向上や深宇宙探査の完全自律化など、地球規模での恩恵は計り知れません。
エッジAIを宇宙に持ち込む動きは、従来の「低軌道で演算、地上で意思決定」という境界線を溶かしていくでしょう。私たちにとって空と宇宙がどのような存在なのか、その位置づけを根本から更新していく時代の転換点に立っているのかもしれません。
この分野を調査するほど、宇宙×AIの世界は想像以上に奥深く、技術的な可能性に満ちていることを実感しました。
参考資料：
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