Un satellite con intelligenza artificiale sfreccia sopra le nostre teste

Un satellite con intelligenza artificiale sfreccia sopra le nostre teste

È in orbita dal 2 settembre PhiSat-1, un particolare satellite che a bordo ha un'intelligenza artificiale grazie alla VPU Intel Movidius Myriad 2.

di pubblicata il , alle 07:39 nel canale Scienza e tecnologia
Intel
 

L'intelligenza artificiale sta diventando sempre più presente nelle nostre vite, e timidamente sta guadagnando il suo posto al sole anche fuori dalla nostra atmosfera: il 2 settembre un satellite sperimentale delle dimensioni di una scatola di cereali è stato eiettato da un razzo insieme a 45 altri piccoli satelliti. Il satellite in questione, PhiSat-1, sta ora viaggiando a oltre 27.500 chilometri in un'orbita sincrona con il Sole a circa 530 km dalle nostre teste.

PhiSat-1 contiene una nuova videocamera iperspettrale-termica e dell'hardware a bordo che svolge calcoli di intelligenza artificiale, più precisamente una VPU (Vision Processing Unit) Intel Movidius Myriad 2, che già ritroviamo in diverse videocamere smart o anche sui droni. PhiSat-1 è una parte di una coppia di satelliti in missione per monitorare il ghiaccio polare e l'umidità del suolo, oltre a testare sistemi di comunicazione tra satelliti in modo da creare una futura rete di satelliti federati.

Il primo compito di Myriad 2 è gestire una grande quantità di dati generati da videocamera ad alta fedeltà come quella presente su PhiSat-1. "La capacità che hanno i sensori di produrre dati cresce di un fattore 100 ogni generazione, mentre le nostre capacità di scaricare dati stanno aumentando, ma solo di un fattore di tre, quattro o cinque per generazione", ha dichiarato Gianluca Furano, data systems e onboard computing lead della European Space Agency (ESA), che ha guidato lo sforzo collaborativo che ha portato a creare PhiSat-1.

Allo stesso tempo, in ogni momento due terzi della superficie del pianeta è coperta da nuvole. Ciò significa che solitamente vengono catturate, salvate, inviate verso la Terra e riviste da uno scienziato o da algoritmo molte immagini inutili, che poi vengono cancellate ore o giorno dopo. Un esempio di scarsa efficienza che mal si sposa con l'ambito scientifico. "L'intelligenza artificiale sul satellite può darci una mano, come la cavalleria nei film western", ha spiegato Furano. L'idea è stata quindi quella di inserire della capacità di calcolo a bordo per identificare e scartare le immagini torbide, risparmiando così il 30% della bandwidth disponibile.

La startup irlandese Ubotica ha costruito e testato la tecnologia di intelligenza artificiale di PhiSat-1, lavorando a stretto contatto con cosine, produttore della videocamera, insieme all'Università di Pisa e Sinergise per sviluppare una soluzione completa. "La VPU Myriad è stata progettata da zero per avere una capacità di elaborazione impressionante ma con un consumo molto basso e che si adatta alle applicazioni spaziali", ha dichiarato Ubotica.

Myriad 2, tuttavia, non era stato pensato per l'ambiente ostile dello spazio, perciò Ubotica ha verificato come rispondesse alle radiazioni, sottoponendo il chip a una serie di test per capire come gestire eventuali errori risultanti o l'usura. ESA "non aveva mai testato un chip di tale complessità per la resistenza alle radiazioni", ha spiegato Furano. "Eravamo dubbiosi di poterlo testare correttamente... abbiamo dovuto scrivere da zero un manuale su come svolgere un test completo e una caratterizzazione per questo chip".

Il primo test, 36 ore consecutive di esposizione a raggi di radiazioni al CERN alla fine del 2018, ha rappresentato "una situazione di altissima pressione", ma quel test e due successivi sono fortunatamente andati bene. La VPU Myriad 2 ha superato le prove senza richiedere modifiche. C'era però un'altra sfida da vincere: in genere gli algoritmi di IA vengono allenati usando grandi quantità di dati per apprendere a fare qualcosa, in questo caso identificare una nube. Il problema, come spiega Furano, è che poiché la videocamera era nuova, "non avevamo alcuni tipo di dato. Abbiamo dovuto allenare la nostra applicazione con dati sintetici estratti dalle missioni esistenti".

Tutto questo processo ha richiesto quattro mesi per essere completato. "Intel ci ha fornito supporto con il dispositivo Myriad quando ne avevamo bisogno, in modo da abilitare l'intelligenza artificiale di PhiSat-1 usando la nostra tecnologia CVAI", ha spiegato Ubotica. Purtroppo una serie di eventi non correlati - ritardi nella messa a punto del razzo, la pandemia e venti estivi ostili al lancio - hanno fatto sì che si dovesse aspettare più di un anno per scoprire se PhiSat-1 avrebbe funzionato come previsto.

Il lancio del 2 settembre dalla Guyana francese (coinvolto il lanciatore italiano Vega) è andato ottimamente. Per la verifica iniziale, il satellite ha salvato tutte le immagini e ha registrato le sue scelte nel rilevamento delle nubi per ogni scatto, in modo che a terra potessero verificare che la VPU si stesse comportando come previsto. Dopo tre settimane, il team ha rilevato la prima inferenza di IA accelerata dall'hardware direttamente da un satellite in orbita.

Inviando quindi solo i pixel utili, il satellite fa un uso migliore della banda, riducendo significativamente i costi di downlink aggregati, oltre a far risparmiare tempo agli scienziati a terra. Guardando al futuro, il funzionamento di PhiSat apre la porta a nuovi scenari, con satelliti in grado di svolgere più mansioni. "Anziché avere hardware dedicato in un satellite che fa una sola cosa, è possibile cambiare rete dentro e fuori", ha dichiarato Jonathan Byrne, capo dell'ufficio tecnologico di Intel Movidius.

Un satellite per così dire "programmabile", quando sorvola aree soggette a incendi può individuarli e avvisare i soccorritori locali in pochi minuti anziché in ore. Negli oceani, che vengono generalmente ignorati, un satellite può individuare navi pirata o incidenti ambientali. Passando sopra foreste e fattorie, un satellite può monitorare l'umidità del suolo e la crescita dei raccolti. Sul ghiaccio, può verificare lo spessore e lo scioglimento per aiutare a monitorare il cambiamento climatico.

Molte di queste possibilità saranno presto oggetto di test: ESA e Ubotica stanno lavorando su PhiSat-2, che porterà in orbita un'altra VPU Myriad 2. PhiSat-2 sarà "in grado di eseguire app di intelligenza artificiale che possono essere sviluppate, facilmente installate, convalidate e utilizzate sul veicolo spaziale durante il volo usando una semplice interfaccia utente".

6 Commenti
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300021 Ottobre 2020, 08:20 #1
Ma è a 27500KM o a 530KM? Care unità di misura.
Marko_00121 Ottobre 2020, 08:59 #2
@3000
a intuito
27.500 km è all'ora, ovvero la velocita del satellite
530 km è la sua altezza
e vanno scritti in minuscolo
-
comunque è desueto citare la cavalleria in quanto è
era strumento di oppressione degli invasori sui nativi.
supertigrotto21 Ottobre 2020, 09:29 #3
Ops SkyNet ha preso il volo
LMCH21 Ottobre 2020, 17:34 #4
Originariamente inviato da: Marko_001
comunque è desueto citare la cavalleria in quanto è
era strumento di oppressione degli invasori sui nativi.

QUALE cavalleria e QUALI nativi ?
Di solito in passato se eri un soldato impegnato in battaglia ed era LA TUA cavalleria che arrivava, era decisamente una bella cosa.
Che mica esistevano solo i cavalleggeri dell'US Army ed i nativi americani (che pure loro a livello militare erano cavalleria).
rockroll22 Ottobre 2020, 04:39 #5
Originariamente inviato da: Redazione di Hardware Upgrade
Link alla notizia: https://www.hwupgrade.it/news/scien...este_92909.html

È in orbita dal 2 settembre PhiSat-1, un particolare satellite che a bordo ha un'intelligenza artificiale grazie alla VPU Intel Movidius Myriad 2.

Click sul link per visualizzare la notizia.


Qualcosa non torna:
[I]"Il satellite in questione, PhiSat-1, sta ora viaggiando a oltre 27.500 chilometri in un'orbita sincrona con il Sole a circa 530 km dalle nostre teste."[/I]

Non occorre essere astrofisci per capire che questa condizione non è possibile!

Il satellite percorrerebbe un'orbita pressochè circolare di circa Km 43332=6.28*(6370+530) con periodo di circa ore (decimali) 1.58=43332/27500 ...
Ora qualcuno mi dica come può essere sincrono col sole (che ha un periodo apparente di circa 24 ore) un satellite con periodo di poco più di un'ora e mezzo!

[I]Per [U]sincrono col sole[/U] io intendo un corpo celeste che mantenga sempre la stessa posizione rispetto al Sole da qualunque punto della Terra lo si osservi... Ma quali arcane forze extracopernikiane ed ultranewtoniane me lo terrebbero apparentemente fermo lassù, come se fosse una "stella fissa" incastonata nella volta celeste di tolemaica memoria?[/I]
empatico22 Ottobre 2020, 14:03 #6
@rockroll fanno riferimento ad una orbita eliosincrona o SSO, cioè un'orbita quasi polare che consente di passare sopra un dato punto della superficie terrestre sempre alla stessa ora locale.

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