Intel, ilk AI destekli uyduyu güçlendiriyor

Yapay zeka modern yaşamda her yerde bulunmasına rağmen – kozmos hakkında anlayışımızı artırmasından telefonunuzdaki eğlenceli videoları yüzeye çıkarmasına kadar – AI henüz yörüngede bulunmadı.

Bu, 2 Eylül’de, bir roketin dağıtıcısından 45 benzer boyutta uydu ile birlikte atılan deneysel bir uydunun, bir mısır gevreği kutusu büyüklüğünde olduğu zamana kadar sürdü. PhiSat-1 adlı uydu, şimdi 17.000 mil (27.500 km) saatte güneş senkronize yörüngede 329 mil (530 km) yükseklikte uçuyor.

PhiSat-1, Intel (INTC ) ® Movidius™ Myriad™ 2 Vision Processing Unit (VPU) sayesinde yeni bir hiperspektral-termal kamera ve borda AI işleme içerir – aynı çip, birçok akıllı kamerada ve hatta burada Dünya’da 99 $’lık bir selfie dronunda bulunur. PhiSat-1, aslında bir çift uydunun bir parçası – kutup buzunu ve toprak nemini izlemek için bir görevde ve ayrıca federated uyduların gelecekteki bir ağı oluşturmak için intersatellite iletişim sistemlerini test etmek için.

Myriad 2’nin yardım ettiği ilk sorun? Yüksek kaliteli kameralar tarafından üretilen büyük miktarda veriyi nasıl işleyeceğini bulmak. “Sensörlerin veri üretme yeteneği her nesilde 100 faktöründe artarken, veri indirmek için yeteneklerimiz sadece her nesilde 3, 4, 5 faktöründe artıyor” diyor Avrupa Uzay Ajansı’nın (ESA) veri sistemleri ve borda hesaplama lideri Gianluca Furano.

Aynı zamanda, Dünya’nın yüzeyinin yaklaşık üçte ikisi herhangi bir anda bulutlarla kaplıdır. Bu, genellikle bulutların resimlerini çekmek ve bunları değerli down-link bant genişliğine aktarmak, sonra bir bilim insanı (veya algoritma) tarafından saatler veya günler sonra incelenmek için Dünya’ya göndermek ve sonra silmek anlamına gelir.

“Ve yapay zeka kenarda bize yardım etti, western filmindeki süvari” diyor Furano. Ekibin bir araya geldiği fikir, bulutlu resimleri tanımlamak ve atmak için borda işleme kullanmak – böylece yaklaşık %30 bant genişliği kaydetmek.

“Uzay, ultimate kenar” diyor Ubotica’nın baş teknoloji sorumlusu Aubrey Dunne. İrlandalı startup, PhiSat-1’in AI teknolojisini geliştirdi ve test etti ve yakın bir ortaklık içinde cosine ile birlikte, kameranın üreticisi, ayrıca University of Pisa ve Singergise ile birlikte komple çözümü geliştirdi. “Myriad, gerçekten etkileyici bir hesaplama yeteneğine sahip olmak için yerden tasarlandı, ancak çok düşük bir güç zarfında ve bu gerçekten uzay uygulamalarına uygun.”

Myriad 2, jedoch, yörüngede kullanılmak üzere tasarlanmamıştı. Uzay araçları bilgisayarları genellikle “radyasyona dayanıklı” çipler kullanır – bunlar “ticari teknolojinin iki thập yıl gerisinde” olabilir, diye açıklıyor Dunne. Ve AI, menüde değildi.

Dolayısıyla Dunne ve Ubotica ekibi “radyasyon karakterizasyonu” yaptı, Myriad çipi bir dizi teste tabi tutarak ve ortaya çıkan hataları veya aşınmayı nasıl işleyeceğini belirledi.

ESA, “bu kadar karmaşık bir çipi radyasyon için hiç test etmedi” diyor Furano. “Doğru bir şekilde test edip karakterize edebileceğimizden şüpheliydik … bu çip için kapsamlı bir test ve karakterizasyon el kitabını sıfırdan yazmak zorunda kaldık.”

İlk test, 2018’in sonlarında CERN’de 36 saat boyunca radyasyon ışını ile vurmak, “çok yüksek basınçlı bir durum”du, diyor Dunne. Ancak bu test ve iki takip testi “bizim için iyi gitti.” Myriad 2, değiştirilmeden, orijinal formunda geçti.

Kısa bir süre sonra, bu düşük güçte, yüksek performanslı bilgisayar vizyonu çipi, Dünya atmosferinin ötesine gitmeye hazır hale geldi. Evet! Ancak şimdi bir başka zorluk ortaya çıktı.

Tipik olarak, AI algoritmaları büyük miktarda veri kullanılarak oluşturulur veya “eğitilir” – bu durumda, bir bulutun ne olduğu ve ne olmadığı. Ancak kamera o kadar yeni olduğu için, “hiç veri yoktu” diyor Furano. “Mevcut görevlerden sentetik veri çıkararak uygulamamızı eğitmek zorunda kaldık.”

Tüm bu sistem ve yazılım entegrasyonu ve testleri, altı farklı organizasyonun katılımıyla Avrupa genelinde, dört ay sürdü. “Böyle kısa bir sürede her şeyi gemide olmak için çok hızlı ve esnek olabildiğimizden gurur duyuyoruz” diyor ESA’dan PhiSat görevlisi Max Pastena. Uzay aracı geliştirme açısından, zaman çizelgesi “bir mucize” diyor Furano.

“Intel, Myriad cihazı hakkında bize gerekli desteği verdi, PhiSat-1’in AI’sini bizim CVAI Teknolojimizle etkinleştirmek için” diyor Dunne. “Bu çok takdir ediliyor.”

Maalesef, bir dizi ilgili olmayan olay – roketle ilgili gecikmeler, koronavirüs salgını ve düşmanca yaz rüzgarları – ekiplerin PhiSat-1’in planlandığı gibi yörüngede çalışıp çalışmayacağını öğrenmek için bir yıldan fazla beklemelerine neden oldu.

2 Eylül’de Fransız Guyanası’ndan Arianespace tarafından yapılan ilk türden bir uydu paylaşımlı uçuş hızlı ve kusursuz geçti. İlk doğrulama için uydu tüm resimleri kaydetti ve her biri için AI bulut algılama kararını kaydetti, böylece yer ekibi uydudaki beyinlerinin beklendiği gibi davranıp davranmadığını doğrulayabildi.

Üç haftalık bir sürenin ardından Pastena, “Tarihe girmiş durumdayız” diyebildi.

ESA, duyurdu ki, ortak ekip “yörüngedeki bir uydudan ilk donanım hızlandırılmış AI çıkarımı yapan Dünya gözlemi resimlerini açıklamaktan mutlu.”

Yalnızca faydalı pikselleri göndererek, uydu şimdi “bant genişliği kullanımını iyileştirecek ve toplu indirme maliyetlerini önemli ölçüde azaltacak” – bilim insanlarının yerdeki zamanını kaydetmekle kalmayacak.

İleride, düşük maliyetli, AI destekli küçük uyduların kullanımı sayısız – özellikle birden fazla uygulamayı çalıştırma yeteneği eklenirse.

“Bir uyduda özel donanım yerine, bir şebeke içinde ve dışında geçiş yapma imkânı var” diyor Intel Movidius teknoloji ofisi başkanı Jonathan Byrne. Dunne buna “uydu hizmet olarak” diyor.

Örneğin: Yangına eğilimli bölgeler üzerinde uçarken, bir uydu yangınları tespit edebilir ve yerel ekiplere dakikalar içinde haber verebilir. Okyanuslar üzerinde, genellikle ihmal edilen alanlar, bir uydu kaçak gemileri veya çevresel kazaları tespit edebilir. Ormanlar ve çiftlikler üzerinde, bir uydu toprak nemini ve mahsul büyümesini takip edebilir. Buz üzerinde, bir uydu kalınlığı ve erime havuzlarını takip edebilir ve iklim değişikliğini izlemeye yardımcı olabilir.

Bu olasılıkların çoğu yakında test edilecek: ESA ve Ubotica, PhiSat-2 üzerinde birlikte çalışıyorlar, bu da yörüngede bir başka Myriad 2 taşıyacak. PhiSat-2 olacak “kolayca geliştirilebilen, yüklenen, doğrulanan ve uçuş sırasında basit bir kullanıcı arayüzü kullanarak uzay aracında çalışan AI uygulamalarını çalıştırabilen” bir uydu.

Intel için, bu düşük hacimli bir pazar, ancak potansiyel etkisi tartışılmaz. Pastena’nın dediği gibi, sonunda “Dünya’nın nabzını” anlayabiliriz.