成大高光譜影像設備 可架設微型衛星分析地面物

微型衛星是全球發展重點，體積小限制也多；成功大學團隊結合超穎光學技術與機器學習理論，研發全新奈米級高光譜影像設備，未來可架設在微型衛星，從高空分析地面物質地成分。

成功大學今天發佈新聞稿指出，成大電機系副教授林家祥、光電系副教授吳品頡團隊，以研發超穎介面光學雙重突破，被視爲高光譜成像技術新里程碑，論文刊登在「自然（Nature）」子期刊「自然通訊」，受到全球關注。

成大團隊結合超穎光學技術與機器學習理論，研發全新奈米級高光譜影像設備，未來可架設在微型衛星上，透過筆尖大小設備與運算，從高空分析地面物質地成分，這是研究傑出成果。

成大表示，當前衛星朝向低軌道與微型化發展，可擴大應用面，早期是軍事目的，未來將和人類生活密不可分，希望下一步結合其他不同領域，發展出臺灣第1顆自主高光譜微型衛星。

林家祥指出，一般衛星從高空拍攝地面，例如拍到綠色小點，可能很難分辨是綠地還是綠色坦克車，高光譜衛星卻能借着不同波長，分析影像成分質地，正確判斷。

目前，全球僅美國國家航空暨太空總署（NASA）等極少數單位擁有高光譜衛星，但龐大設備裝在近乎掌上型微型衛星上，困難重重。

吳品頡表示，傳統高光譜拍攝需要多種不同光學配件搭配鏡頭，拍攝不同波長成像，設備龐大。團隊結合軟硬體專長，開發微型高光譜成像技術，設計奈米級「多波長斜聚焦超穎介面鏡」，由多重共振電漿子超穎原子（超穎介面）構成，用肉眼看不到的東西拍出高光譜影像。

設備縮小缺點是拍攝影像不夠清楚，高光譜影像數據取得不易，無法透過大數據學習修補，團隊再提出全新機器學習理論，藉由「凸優化」，不需大數據就能深度學習，即使只輸入4幅圖像，也能將光譜通道數量，經由運算擴展至18個，重建高保真度光譜影像。

實驗顯示，新研發設備拍攝結果分析，與一般高光譜設備幾乎完全一致，誤差只有約2%，大大突破這項技術的限制。