Con la asistencia de la tecnología de Inteligencia Artificial de Intel, este nanosatélite, con el tamaño de una caja de cereal, será utilizado para la observación del hielo y humedad de las regiones polares del planeta, así como probar los sistemas de comunicación para crear una red Inter satelital federada.
Descripción generada automáticamenteEntre sus principales beneficios, este satélite con chip Intel ayudará a analizar las imágenes capturadas desde la órbita para hacer un mejor uso de ellas. Cerca de dos tercios de la superficie de nuestro planeta están cubiertos por nubes en algún momento, por lo que se suelen capturar una gran cantidad de imágenes inservibles para la investigación. Esta información se almacena y se envía a la Tierra a través de una valiosa banda ancha de enlace descendente para ser revisada por científicos o algoritmos horas o días después suele ser eliminada sin haber tenido un uso práctico.
Para responder a esta necesidad de optimización en el manejo de datos, el PhiSat-1 contiene una nueva cámara térmica hiperespectral y procesamiento de IA a bordo, gracias a una unidad de procesamiento de visión (VPU) Intel® Movidius™Myriad™ 2, que, mediante el uso de procesamiento a bordo, identificará y descartará las imágenes con nubes, lo que ayudará a ahorrar hasta un 30% del ancho de banda.
Mirando hacia el futuro, los usos de los satélites pequeños mejorados con IA, de bajo costo, son innumerables — sobre todo cuando se agrega la capacidad de ejecutar muchas aplicaciones. “En lugar de tener hardware dedicado en un satélite que hace una cosa, es posible cambiar de redes frecuentemente,” señaló Jonathan Byrne, director de la oficina de tecnología de Intel Movidius.
Sobre esto, Gianluca Furano, director de sistemas de datos y computación a bordo de la Agencia Espacial Europea, señala: “la capacidad que tienen los sensores para producir datos aumenta por un factor de 100 en cada generación, mientras que nuestras capacidades para descarga de información se incrementan apenas por un factor de tres, cuatro o cinco por generación. La Inteligencia Artificial en el Edge llegó al rescate, como la caballería en una película de vaqueros”.
“El espacio es nuestro límite” precisó Aubrey Dunne, directora de tecnología de Ubotica, quien lo llama el “satélite como servicio”. Este startup irlandés construyó y probó la IA del PhiSat-1, en estrecha colaboración con Cosine, quienes fabricaron la cámara junto con la Universidad de Pisa. “El chip Myriad 2 de Intel fue diseñado rigurosamente desde cero, para que tuviera una capacidad de cómputo impresionante, pero con una envolvente y de muy bajo consumo de energía, lo cual es muy conveniente para las aplicaciones espaciales”, concluyó Dunne.
Para entender la importancia de su uso, imaginemos que se está volando sobre zonas propensas a incendios forestales. Un satélite puede ubicar incendios y notificar a los socorristas locales en minutos en lugar de horas. Cuando vuela sobre los océanos, un satélite puede ubicar barcos proscritos o accidentes ambientales, que normalmente se pasan por alto. Cuando vuela sobre bosques y granjas, un satélite puede rastrear la humedad del suelo y el crecimiento de cultivos. Y cuando vuela sobre el hielo, puede rastrear el espesor y los estanques que se derriten, para ayudar a monitorear el cambio climático.
Descripción generada automáticamenteToda esta integración de sistema y software y pruebas, con media docena de organizaciones diferentes en toda Europa asumiendo funciones, tardó cuatro meses en concluir. Por ejemplo, entre los retos a superar se puede mencionar que las computadoras de naves espaciales suelen utilizar chips endurecidos por radiación. Por lo tanto, Dunne y el equipo de Ubotica hicieron la “caracterización de radiación,” sometiendo al chip Myriad 2 de Intel a una serie de pruebas para averiguar cómo manejar los errores resultantes o el desgaste.
La ESA “nunca había probado un chip de esta complejidad contra la radiación”, afirmó Furano. “Tuvimos que escribir un manual de cómo llevar a cabo una prueba integral y caracterización para este tipo de chip desde cero. La primera prueba consistió en 36 horas seguidas de explosión de rayos de radiación en CERN a fines de 2018, la cual fue una situación de mucha presión, pero esa prueba y sus dos seguimientos salieron bien para nosotros”, comenta Dunne. “El chip Myriad 2 pasó en formato listo para usar, sin necesidad de modificaciones”.
“Intel nos apoyó en el proceso del dispositivo Myriad 2, cuando lo necesitamos y cuando teníamos dudas o no estábamos seguros de algo en el funcionamiento del satélite PhiSat-1 y la tecnología de IA y CVAI que utilizamos”, señaló Dunne. “Es algo que se aprecia mucho”.
La ESA anunció que el equipo conjunto estaba “feliz de revelar la primera inferencia de inteligencia artificial acelerada por hardware de imágenes de observación de la Tierra en un satélite en órbita”. Al enviar solo pixeles útiles, el satélite ahora “mejorará la utilización del ancho de banda y reducirá considerablemente los costos agregados del enlace descendente” — resaltando el ahorro de tiempo de los científicos en la Tierra.
Pronto se probarán muchas de estas posibilidades: la ESA y Ubotica trabajan juntas en el PhiSat-2, que llevará otro Myriad 2 a la órbita. PhiSat-2 será capaz de ejecutar aplicaciones de inteligencia artificial que pueden desarrollarse, instalarse fácilmente, validarse y operarse en la nave espacial durante su vuelo, empleando una interfaz de usuario simple.
Para Intel se trata de un proyecto con el potencial de tener un impacto incuestionable, ya que como dice Max Pastena, funcionario de PhiSat en la ESA, podemos entender finalmente “el pulso de nuestro planeta”.
Redacción C21