INNOVAZIONE

L’edge computing a servizio dello Spazio: in aumento i test sul campo

Grazie al sistema di elaborazione basato sull’intelligenza artificiale che Hewlett Packard Enterprise ha installato sulla Stazione Spaziale Internazionale, compiuti 24 esperimenti che aprono nuove prospettive sia per le applicazioni tecnologiche terrestri sia per le missioni spaziali

13 Apr 2022

Nicola Desiderio

L’edge computing migliora e accelera l’attività di sperimentazione nello spazio. Lo dimostra l’esperienza di Hpe Spaceborne Computer-2 (Sbc-2), il primo sistema di edge computing commerciale nello spazio che Hewlett Packard Enterprise ha installato nel maggio del 2021 sulla Stazione Spaziale Internazionale (Iss) portando a compimento 24 importanti esperimenti che miglioreranno sia la vita sulla terra sia l’efficacia delle missioni nello spazio.

Il principale vantaggio dimostrato da Hsc-2 è che l’elaborazione diretta dei dati sul luogo stesso in cui vengono acquisiti – elemento caratterizzante dell’edge computing e che lo pone agli antipodi del cloud computing – con l’ausilio dell’intelligenza artificiale velocizza enormemente il cosiddetto time-to-insight, ovvero il tempo nel quale i dati acquisiti possono essere letti, analizzati e resi significativi. Un esempio: i dati grezzi relativi ad una sequenza di Dna, pari a 1,8 GB, hanno bisogno di 12,2 ore per essere trasmessi a Terra per l’elaborazione mentre con l’Hsc-2, possono essere estratti a bordo nello spazio dati significativi in 6 minuti, compressi in solo 92 kB e inviati sulla Terra in 2 secondi, ovvero in un tempo inferiore di 22mila volte. Questo consente di ridurre il time-to-insight da mesi e minuti e un dialogo più fitto tra chi opera in orbita e chi lo fa a Terra e, allo stesso tempo, permette alle missioni di compiere attività di sperimentazione con maggiore autonomia senza essere condizionati dalla possibilità di comunicare e dalle distanze, fattore che sarà sempre più importante per le missioni sulla Luna, su Marte e sugli altri pianeti.

Gli esperimenti sono stati portati avanti con aziende come Axiom, Cornell University, Comucore, Microsoft, Nasa e Titan Space Technologies. Tra questi, un analizzatore di guanti sviluppato da Nasa e Microsoft che, analizzando le immagini e i video relativi alle passeggiate che gli astronauti compiono nello spazio, riesce a valutare l’usura dei guanti la cui rottura potrebbe compromettere la loro sicurezza. Il software, se rileva alcune criticità legate alla fabbricazione e all’usura, le rileva, le segnala e permette agli ingegneri della Nasa a Terra di prendere le opportune contromisure nel processo di fabbricazione. Altro esperimento condotto dalla Nasa, attraverso il suo Jet Propulsion Laboratory (Jpl) è l’utilizzazione delle reti di inferenza di deep learning per interpretare automaticamente le immagini di un’area dove è avvenuto un disastro. In questo modo i dati raccolti dai radar ad apertura sintetica permettono all’Sbc-2 di determinare direttamente l’estensione di un’alluvione o i danni causati agli edifici da un urgano o un terremoto.

Grazie a Sbc-2 la Cornell Fracture Group, gruppo di lavoro della Cornell University, ha sviluppato un software di modellazione per simulare il comportamento delle parti metalliche da stampare in 3D nello spazio. In questo modo, sarà possibile portare la manifattura additiva nello spazio e costruire componenti o parti di ricambio direttamente in orbita o su un altro pianeta, senza farli arrivare dalla Terra o portandosi dietro scorte pesanti ed ingombranti. Gli studenti indiani coinvolti in Codewars, una comunità di programmazione informatica, hanno invece sfruttato Sbc-2 per la creazione di algoritmi capace di calcolare la quantità di carburante necessaria ad un viaggio spaziale senza rifornimento sfruttando linguaggi di programmazione C++, Python e Fortran. La Cumucore ha invece utilizzato Sbc-2 per dimostrare che la rete 5G può essere utilizzata nello spazio aprendo un capitolo molto interessante per le applicazioni commerciali nello spazio che avranno sicure ricadute anche sulla Terra.

“Dotando di capacità di edge computing e intelligenza artificiale la Stazione Spaziale Internazionale con Spaceborne Computer-2, abbiamo contribuito a sostenere una comunità di ricerca collaborativa che condivide l’obiettivo di realizzare scoperte scientifiche e ingegneristiche a beneficio dell’umanità, sullo spazio e qui sulla Terra. Siamo orgogliosi di questo lavoro, tutt’ora in corso, che ha già portato a 24 esperimenti completati, da varie organizzazioni, che aprono la via a nuove possibilità per l’esplorazione spaziale e al raggiungimento di nuove pietre miliari per l’umanità” ha dichiarato il dottor Mark Fernandez, ricercatore principale, Spaceborne Computer-2, presso Hpe.

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