इंटेल ने पहले उपग्रह को एआई के साथ संचालित किया

जितना अधिक हमारे दैनिक जीवन में कृत्रिम बुद्धिमत्ता का उपयोग हो रहा है — चाहे वह हमारे ब्रह्मांड की समझ को बढ़ाने के लिए हो या आपके फोन पर मनोरंजक वीडियो को सामने लाने के लिए — एआई अभी तक कक्षा में नहीं पहुंचा है।

लेकिन 2 सितंबर को, जब एक प्रायोगिक उपग्रह, जो एक सेरेल बॉक्स के आकार का था, एक रॉकेट के डिस्पेंसर से 45 अन्य समान आकार के उपग्रहों के साथ निकाला गया, तो यह परिदृश्य बदल गया। इस उपग्रह, जिसे फाईसैट-1 नाम दिया गया है, अब 17,000 मील प्रति घंटे (27,500 किमी/घंटा) की गति से लगभग 329 मील (530 किमी) की ऊंचाई पर सूर्य-सिंक्रोनस ऑर्बिट में घूम रहा है।

फाईसैट-1 में एक नया हाइपरस्पेक्ट्रल-थर्मल कैमरा और इंटेल® मोविडियस™ मायरियड™ 2 विजन प्रोसेसिंग यूनिट (वीपीयू) के साथ ऑनबोर्ड एआई प्रोसेसिंग है, जो कई स्मार्ट कैमरों और यहां तक कि एक $99 सेल्फी ड्रोन में भी उपयोग किया जाता है। फाईसैट-1 वास्तव में दो उपग्रहों में से एक है जो ध्रुवीय बर्फ और मिट्टी की नमी की निगरानी करने और साथ ही साथ एक भविष्य के संघीय उपग्रहों के नेटवर्क बनाने के लिए अंतर-उपग्रह संचार प्रणालियों का परीक्षण करने के लिए एक मिशन पर है।

मायरियड 2 द्वारा हल की जाने वाली पहली समस्या यह है कि उच्च-निष्ठा कैमरों द्वारा उत्पन्न बड़ी मात्रा में डेटा को कैसे संभाला जाए। “सेंसर की क्षमता डेटा उत्पन्न करने के लिए प्रत्येक पीढ़ी में 100 गुना बढ़ जाती है, जबकि हमारी क्षमता डेटा डाउनलोड करने के लिए बढ़ रही है, लेकिन केवल प्रत्येक पीढ़ी में तीन, चार, पांच गुना बढ़ रही है,” यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी के डेटा सिस्टम और ऑनबोर्ड कंप्यूटिंग लीड जियानलुका फुरानो कहते हैं, जिन्होंने फाईसैट-1 के पीछे सहयोगी प्रयास का नेतृत्व किया है।

इसी समय, हमारे ग्रह की सतह का लगभग दो-तिहाई हिस्सा किसी भी समय बादलों से ढका होता है। इसका मतलब है कि बहुत सारी बेकार बादलों की तस्वीरें आमतौर पर कैप्चर की जाती हैं, बचाई जाती हैं, पrecious डाउन-लिंक बैंडविथ पर पृथ्वी पर भेजी जाती हैं, फिर से बचाई जाती हैं, घंटों या दिनों बाद एक वैज्ञानिक (या एक एल्गोरिदम) द्वारा एक कंप्यूटर पर समीक्षा की जाती है — केवल इसे हटाने के लिए।

“और एआई एज पर हमारी मदद करने के लिए आया,” फुरानो कहते हैं। टीम ने जो विचार अपनाया वह ऑनबोर्ड प्रोसेसिंग का उपयोग करके बादलों वाली तस्वीरों की पहचान करने और उन्हें हटाने के लिए था — इस प्रकार लगभग 30% बैंडविथ की बचत हुई।

“स्पेस अंतिम एज है,” यूबोटिका के मुख्य प्रौद्योगिकी अधिकारी ऑब्रे डन कहते हैं। आयरिश स्टार्टअप ने फाईसैट-1 की एआई प्रौद्योगिकी बनाई और परीक्षण किया, जो कोसाइन के साथ मिलकर काम करता है, जो कैमरा बनाता है, साथ ही यूनिवर्सिटी ऑफ पिसा और सिंगेरिस के साथ मिलकर पूरे समाधान को विकसित करने के लिए। “मायरियड वास्तव में जमीन से ऊपर उठने के लिए डिज़ाइन किया गया था, लेकिन इसकी कम शक्ति की खपत और उच्च कंप्यूटिंग क्षमता वास्तव में अंतरिक्ष अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है।”

हालांकि, मायरियड 2 को अंतरिक्ष में उपयोग करने के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया था। अंतरिक्ष यान कंप्यूटर आमतौर पर विशेष “विकिरण-हार्डेंड” चिप्स का उपयोग करते हैं जो “राज्य-of-the-art व्यावसायिक प्रौद्योगिकी से दो दशक पीछे” हो सकते हैं, डने बताते हैं। और एआई मेनू पर नहीं था।

इसलिए, डन और यूबोटिका टीम ने “विकिरण चरित्रीकरण” किया, मायरियड चिप को परीक्षण की एक श्रृंखला से गुजरने के लिए, यह जानने के लिए कि कैसे किसी भी परिणामी त्रुटियों या पहनने और आंसू को संभालना है।

ईएसए “इस जटिलता की एक चिप के लिए विकिरण का परीक्षण कभी नहीं किया था,” फुरानो कहते हैं। “हमें संदेह था कि हम इसे ठीक से परीक्षण कर सकते हैं … हमें इस चिप के लिए एक व्यापक परीक्षण और चरित्रीकरण के लिए हाथ से एक हैंडबुक लिखनी थी।”

पहला परीक्षण, सीईआरएन में 2018 के अंत में 36 घंटे की विकिरण-बीम ब्लास्ट, “एक बहुत ही उच्च दबाव वाली स्थिति” थी, डने कहते हैं। लेकिन उस परीक्षण और दो अनुवर्ती परीक्षणों “सौभाग्य से हमारे लिए अच्छा निकला।” मायरियड 2 ने ऑफ-द-शेल्फ़ फॉर्म में पास किया, कोई संशोधन की आवश्यकता नहीं थी।

अब यह कम शक्ति वाला, उच्च प्रदर्शन वाला कंप्यूटर विजन चिप अंतरिक्ष में जाने के लिए तैयार था। हां! लेकिन अब एक और चुनौती आई।

आमतौर पर, एआई एल्गोरिदम बनाए जाते हैं, या “प्रशिक्षित” किए जाते हैं, बड़ी मात्रा में डेटा का उपयोग करके “सीखने” के लिए — इस मामले में, क्या एक बादल है और क्या नहीं। लेकिन चूंकि कैमरा इतना नया था, “हमारे पास कोई डेटा नहीं था,” फुरानो कहते हैं। “हमें अपने अनुप्रयोग को सिंथेटिक डेटा पर प्रशिक्षित करना था जो मौजूदा मिशनों से निकाला गया था।”

इस पूरे सिस्टम और सॉफ्टवेयर एकीकरण और परीक्षण में, जिसमें यूरोप भर के आधा दर्जन से अधिक संगठनों की भागीदारी थी, इसे पूरा करने में चार महीने लगे। “हम बहुत गर्व महसूस कर रहे थे कि हम इतनी जल्दी और इतनी कुशलता से सब कुछ ऑनबोर्ड कर पाए,” ईएसए के फाईसैट अधिकारी मैक्स पास्टेना कहते हैं। अंतरिक्ष यान विकास के लिहाज से, समयरेखा “एक चमत्कार” है, फुरानो जोड़ते हैं।

“इंटेल ने हमें मायरियड डिवाइस पर पृष्ठभूमि समर्थन दिया है जब हमें इसकी आवश्यकता थी, फाईसैट-1 के एआई को हमारी सीवीएआई प्रौद्योगिकी का उपयोग करके सक्षम करने के लिए,” डने कहते हैं। “यह बहुत सराहनीय है।”

दुर्भाग्य से, अनसंबंधित घटनाओं की एक श्रृंखला — रॉकेट में देरी, कोरोनावायरस महामारी और अनुकूल गर्मियों की हवाएं — का अर्थ था कि टीमों को यह जानने के लिए एक से अधिक वर्ष का इंतजार करना पड़ा कि क्या फाईसैट-1 योजना के अनुसार कक्षा में काम करेगा या नहीं।

2 सितंबर को फ्रेंच गुआना से लॉन्च — एक पहले-प्रकार के उपग्रह राइड-शेयर द्वारा एरियनस्पेस द्वारा संचालित — तेजी से और निर्दोष रूप से हुआ। प्रारंभिक सत्यापन के लिए, उपग्रह ने सभी छवियों को बचाया और प्रत्येक के लिए अपने एआई बादल का पता लगाने का निर्णय रिकॉर्ड किया, ताकि जमीन पर टीम यह सत्यापित कर सके कि इसका प्रत्यारोपित मस्तिष्क अपेक्षित रूप से व्यवहार कर रहा था।

तीन सप्ताह की गहरी सांस के बाद, पास्टेना यह घोषणा करने में सक्षम थे: “हम इतिहास में प्रवेश कर चुके हैं।”

ईएसए ने घोषणा की कि संयुक्त टीम “पहली बार हार्डवेयर-असिस्टेड एआई इन्फरेंस ऑफ अर्थ ऑब्जर्वेशन इमेजेस पर एक ऑन-ऑर्बिट सैटेलाइट” का खुलासा करने के लिए खुश थी।

केवल उपयोगी पिक्सल भेजकर, उपग्रह अब “बैंडविथ उपयोग को बेहतर बनाएगा और संचयी डाउनलिंक लागत को काफी कम करेगा” — साथ ही साथ वैज्ञानिकों के समय को जमीन पर बचाएगा।

आगे देखते हुए, कम लागत वाले, एआई-संचालित छोटे उपग्रहों के उपयोग अनगिनत हैं — विशेष रूप से जब आप कई अनुप्रयोगों को चलाने की क्षमता जोड़ते हैं।

“इसके बजाय कि एक उपग्रह में समर्पित हार्डवेयर हो जो एक चीज करता है, यह संभव है कि नेटवर्क को अंदर और बाहर स्विच किया जाए,” इंटेल मोविडियस प्रौद्योगिकी कार्यालय के प्रमुख जोनाथन बायर्न कहते हैं। डने इसे “सैटेलाइट-ए-ए-सर्विस” कहते हैं।

विचार करें: जब आग से प्रवण क्षेत्रों पर उड़ान भरते हैं, तो एक उपग्रह आग का पता लगा सकता है और स्थानीय प्रतिक्रिया करने वालों को कुछ मिनटों में सूचित कर सकता है, घंटों की नहीं। महासागरों पर, जो आमतौर पर अनदेखे होते हैं, एक उपग्रह अवैध जहाजों या पर्यावरणीय दुर्घटनाओं का पता लगा सकता है। वनस्पतियों और खेतों पर, एक उपग्रह मिट्टी की नमी और फसलों की वृद्धि को ट्रैक कर सकता है। बर्फ पर, यह बर्फ की मोटाई और पिघलने वाले तालाबों को ट्रैक कर सकता है जो जलवायु परिवर्तन की निगरानी में मदद कर सकते हैं।

इनमें से कई संभावनाएं जल्द ही परीक्षण की जाएंगी: ईएसए और यूबोटिका फाईसैट-2 पर एक साथ काम कर रहे हैं, जो एक और मायरियड 2 को कक्षा में ले जाएगा। फाईसैट-2 “एआई ऐप्स चलाने में सक्षम होगा जो विकसित किए जा सकते हैं, आसानी से स्थापित किए जा सकते हैं, सत्यापित किए जा सकते हैं और उनकी उड़ान के दौरान एक सरल उपयोगकर्ता इंटरफ़ेस का उपयोग करके संचालित किया जा सकता है।”

इंटेल के लिए, यह एक कम-वॉल्यूम बाजार है, लेकिन संभावित प्रभाव के बारे में कोई संदेह नहीं है। जैसा कि पास्टेना कहते हैं, हम अंततः “हमारे ग्रह की धड़कन” को समझ सकते हैं।