Een door ESA geleid team heeft Intel's nieuwe Myriad 2 kunstmatige intelligentie-chip onderworpen aan een van de meest energetische stralingsbundels die op aarde beschikbaar zijn. Deze test van zijn geschiktheid om in de ruimte te vliegen vond plaats bij CERN, de Europese Organisatie voor Nucleair Onderzoek. De AI-chip is op zijn beurt gerelateerd aan een door ESA gekoesterde familie van geïntegreerde schakelingen.

De Myriad 2 maakt gebruik van kunstmatige intelligentie voor krachtige, visuele verwerking met laag vermogen. Het kan vooraf worden getraind met gegevens om bepaalde kenmerken en patronen te herkennen of diepgaande 3D-detectie uit te voeren, wat zijn klant ook nodig heeft.

De chip wordt aangestuurd met een paar dubbele LEON4-controllers - de nieuwste in de LEON-familie van geïntegreerde schakelingen, ontwikkeld door ESA met het Zweedse bedrijf Cobham Gaisler.

ESA-ingenieurs zijn geïnteresseerd in het gebruik van de Myriad 2 om beeldverwerking in de baan om de aarde uit te voeren bij toekomstige ruimtemissies, het verminderen van de hoeveelheid gegevens die naar de aarde moet worden teruggestuurd.

"AI is een manier om de prestaties van elk systeem met een camera in de lus te verbeteren, ", legt ESA-boordcomputeringenieur Gianluca Furano uit.

"Door autonoom de afstand van een object tot een camera te bepalen en hoe snel het beweegt, kan het veel meer en betere foto's maken. Dit biedt ook een manier om de begeleiding te verbeteren, navigatie en controle – bijvoorbeeld om ronddrijvend ruimtepuin vast te leggen.

"En het zou ons in staat kunnen stellen de prestatieknelpunten te overwinnen waarmee beeldinstrumenten op CubeSats en andere kleine satellieten worden geconfronteerd. Lage data-downlinkbandbreedte als gevolg van een kleine antennegrootte en beperkte vermogensniveaus beletten ons toegang te krijgen tot alle beelden die we konden verwerven.

"De Myriad 2 vereist minder dan een watt vermogen, en zou instrumenten ook in staat stellen om autonoom interessante kenmerken te identificeren, bijvoorbeeld het spotten van plotselinge overstromingen of bosbranden, dan beseffend dat deze naar de grond moeten worden gestuurd."

Zoals alle kandidaat-hardware om in de ruimte te vliegen, het moet eerst worden getest tegen straling:de ruimte is bezaaid met geladen deeltjes van de zon en verder in de kosmos. Een overeenkomst met CERN geeft toegang tot de meest intense straal van ultrahoge energie zware ionen die beschikbaar is - kort om in een baan om de aarde te reizen.

ESA werkte samen met het Ierse bedrijf Ubotica Technologies om chips in een pad van een experimentele bundellijn te plaatsen die wordt gevoed door de Super Proton Synchrotron (SPS) deeltjesversneller. Gelegen in een cirkelvormige tunnel met een omtrek van bijna 7 km, de SPS is de op één na grootste versneller van CERN na de Large Hadron Collider (LHC), waar de SPS op zijn beurt in voedt.

Het team zette veiligheidshelmen op en waagde zich in een 'grot' op de begane grond, omringd door beschermende betonblokken om items in het straalpad te plaatsen, terugtrekken naar boven voordat de straal werd afgevuurd. De resultaten worden nu bestudeerd.

"The Myriad-architectuur is oorspronkelijk ontwikkeld door een Ierse start-up genaamd Movidius, " voegt Gianluca toe. "In 2016, ze kochten een licentie van Cobham Gaisler om de LEON4-kern te gebruiken voor hun AI-microprocessor. Het bedrijf werd vervolgens overgenomen door industriegigant Intel.

"Hun adoptie van de LEON-kern toont aan dat het een goed idee was voor ESA om door te gaan met een microprocessor met open architectuur. Als klein bedrijf, Movidius wilde zich niet binden aan een propriëtaire architectuur die ze niet vrij konden wijzigen, en het feit dat de LEON-architectuur is ontworpen voor de ruimte betekende dat de hoge betrouwbaarheid ervan al was bewezen.

"Het is een goed resultaat voor alle betrokkenen, want met potentieel honderden, al tientallen, van miljoenen klanten die gebruik maken van de LEON-architectuur krijgen we een groter gebruikersbestand en feedback om de ontwerpkwaliteit te verbeteren."

ESA bestudeert verschillende ruimtegebruiken voor de Myriad 2-chip, inclusief een vlucht op de Italiaanse Tyvak Mark-I CubeSat, die de HyperScout hyperspectrale imager zal dragen - een verbeterde versie van het autonome instrument ontwikkeld door cosine Research in Nederland, al gevlogen aan boord van de GomX-4B CubeSat - evenals interne en externe milieumonitoring van het internationale ruimtestation.

Het wordt ook overwogen voor gebruik als herkenning van zeeschepen, gebaseerd op de on-board integratie van 'Automatic Identification System' signalen van schepen.