인텔, 인공 지능을 탑재한 최초의 인공 위성 출시

현대 생활에서 인공 지능이 널리 사용되고 있지만 — 우주에 대한 우리의 이해를 높이는 것에서부터 휴대폰에서 재미있는 비디오를 표시하는 것까지 — 인공 지능은 아직 궤도에 도달하지 못했습니다.

그런데 9월 2일, 실험용 인공 위성인 PhiSat-1이 로켓의 분리 장치에서 45개의 유사한 크기의 인공 위성과 함께 분리되었습니다. PhiSat-1은 현재 17,000 마일(27,500 km) 이상의 속도로 지구에서 329 마일(530 km) 상공의 태양 동기 궤도에서 비행하고 있습니다.

PhiSat-1에는 새로운 초분광 열 카메라와 인텔® Movidius™ Myriad™ 2 비전 처리 장치(VPU)가 탑재되어 있습니다. 이 칩은 많은 스마트 카메라와 99달러짜리 셀카 드론에도 사용됩니다. PhiSat-1은 실제로 극지방의 얼음과 토양의 습기를 모니터링하고 위성 간 통신 시스템을 테스트하여 미래의 연합된 인공 위성 네트워크를 생성하는 임무를 수행하는 두 개의 인공 위성 중 하나입니다.

Myriad 2가 도와주는 첫 번째 문제는 고화질 카메라에서 생성되는大量의 데이터를 처리하는 것입니다. “센서가 데이터를 생성하는 능력은 매 세대마다 100배 증가하지만, 데이터를 다운로드하는 능력은 세대마다 3~5배만 증가합니다.”라고 유럽 우주 기구의 데이터 시스템 및 우주선 컴퓨팅 책임자 Gianluca Furano는 말합니다.

동시에 지구 표면의 약 3분의 2는 구름으로 덮여 있습니다. 즉, 구름의 사진을 많이 찍게 되고, 이 사진들은 귀중한 다운로드 대역폭을 통해 지구로 전송되고, 다시 저장되고, 몇 시간 또는 몇 일 후에 컴퓨터에서 과학자 또는 알고리즘에 의해 검토되고, 삭제됩니다.

“인공 지능이 구름을 식별하고 삭제하여 대역폭을 약 30% 절약할 수 있습니다.”라고 Furano는 말합니다.

“우주는 궁극적인 에지입니다.”라고 Ubotica의 최고 기술 책임자 Aubrey Dunne는 말합니다. “Myriad 장치는 우주 응용 프로그램에 적합한 낮은 전력 소비와 높은 컴퓨팅 능력을 가지고 있습니다.”

Myriad 2는 우주용으로 설계되지 않았습니다. 우주선 컴퓨터는 일반적으로 방사선 강화 칩을 사용하며, 이는 상용 기술보다 10~20년 뒤처진 기술입니다. 인공 지능은 우주선에 탑재되지 않았습니다.

따라서 Dunne와 Ubotica 팀은 Myriad 칩을 방사선에 대한 테스트를 수행했습니다. ESA는 “이 칩의 복잡성을 테스트하는 방법에 대한 핸드북을 작성해야 했습니다.”라고 말합니다.

첫 번째 테스트는 2018년 말에 CERN에서 36시간 동안 방사선 빔을 조사하는 것이었습니다. “압박이 심한 상황이었습니다.”라고 Dunne는 말합니다. 그러나 이 테스트와 두 번의 추가 테스트는幸히 잘 수행되었습니다. Myriad 2는 수정 없이 통과했습니다.

이제 이 저전력, 고성능 컴퓨터 비전 칩은 지구 대기를 벗어나 우주로 나아갈 수 있었습니다. 하지만 새로운 도전이 나타났습니다.

일반적으로 인공 지능 알고리즘은大量의 데이터를 사용하여 훈련됩니다. 그러나 이 카메라는 너무 새로운 기술이었습니다. “우리는 데이터가 없었습니다.”라고 Furano는 말합니다. “우리는 기존 임무에서 추출한 합성 데이터를 사용하여 우리의 응용 프로그램을 훈련시켰습니다.”

이 모든 시스템 및 소프트웨어 통합과 테스트는 6개월이 넘는 시간이 걸렸습니다. “우리는 매우 빠르고 효율적으로 모든 것을 수행하여 4개월 만에 완료할 수 있었습니다.”라고 PhiSat-1 책임자 Max Pastena는 말합니다.

인텔은 PhiSat-1의 인공 지능을 사용하여 CVAI 기술을 지원했습니다. “인텔의 지원은 매우 감사합니다.”라고 Dunne는 말합니다.

불행히도, 로켓의 지연, 코로나19 팬데믹, 그리고 악화된 여름 바람으로 인해 팀은 1년 이상 기다려야 했습니다. 그리고 9월 2일, PhiSat-1은 프랑스령 기아나에서 발사되었습니다.

ESA는 “하드웨어 가속 인공 지능 추론을 사용하여 지구 관측 이미지의 첫 번째 결과를 얻었습니다.”라고 발표했습니다.

이제 위성은 유용한 픽셀만 전송하여 대역폭 사용을 개선하고 총 다운로드 비용을 줄일 수 있습니다.

미래에는 저렴하고 인공 지능을 탑재한 소형 위성이 무궁무진한 가능성을 가지고 있습니다. 특히 여러 응용 프로그램을 실행할 수 있는 능력이 추가되면 더욱 그렇습니다.

“우리는 인공 지능을 사용하여 화재를 탐지하고 응급 서비스에 알릴 수 있습니다. 또한 환경 사고나 불법 행위를 탐지할 수 있습니다.”라고 Jonathan Byrne는 말합니다.

ESA와 Ubotica는 PhiSat-2를 개발 중입니다. PhiSat-2는 또 다른 Myriad 2 칩을 탑재할 것입니다. “이 위성은 사용자 인터페이스를 사용하여 쉽게 개발, 설치, 검증, 운영할 수 있는 인공 지능 애플리케이션을 실행할 수 있습니다.”라고 ESA는 말합니다.

인텔에게 이는 저량 시장입니다. 그러나 잠재적인 영향은 의심할 여지가 없습니다. “우리는 지구의 펄스를 이해할 수 있습니다.”라고 Pastena는 말합니다.