Satélite que observa a Terra conta com IA da Intel na escolha das melhores fotos

O primeiro satélite do mundo equipado com Inteligência Artificial (IA) em seu processamento conta com tecnologia da Intel a bordo. A missão do PhiSat-1 é estudar a Terra, coletando uma grande quantidade de imagens do nosso planeta tanto na luz visível, quanto na parte infravermelha do espectro eletromagnético, filtrando automaticamente aquelas imagens que acabam ficando cobertas por nuvens — e é justamente aí que entra a ação dos algoritmos de IA.

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O lançamento da missão da Agência Espacial Europeia (ESA) aconteceu no dia 2 de setembro, levando este que, na verdade, é um CubeSat (minissatélites com tamanho aproximado de uma caixa de cereal). Pegando "carona" no voo, estavam outros 45 satélites com tamanhos semelhantes. O PhiSat-1 fica a uma altitude aproximada de 530 km e voa a mais de 27.500 km/h em órbita sincronizada com o Sol.

A bordo do satélite, está uma nova câmera hiperespectral térmica, com a IA da Intel devidamente integrada. Isso acontece graças ao Intel® Movidius™Myriad™ 2 Unidade de Processamento de Visão (VPU), que é o mesmo processador embutido em várias das câmeras inteligentes que já temos no mercado. A missão do PhiSat-1 é, especificamente, monitorar o gelo polar e a umidade do solo, mas ele também tem tarefas como testar sistemas de comunicação entre satélites, com o objetivo de, no futuro, ajudar a criar uma rede de satélites interligados.

A Intel explica que, nesta missão, o primeiro problema que seu sistema Myriad 2 ajuda a resolver é como lidar com a grande quantidade de dados gerados por câmeras de alta fidelidade, como é o caso do PhiSat-1. "A capacidade que os sensores têm de produzir dados aumenta usando um fator de multiplicação de 100 a cada geração. Já a nossa capacidade de download aumenta por um fator de apenas três, quatro ou cinco por geração", explica Gianluca Furano, líder de sistemas de dados e computação embarcada ESA e responsável pelos esforços colaborativos da missão da qual o PhiSat-1 faz parte.

E, conforme adiantamos no início deste texto, o processamento da IA da Intel também tem papel importante na escolha das melhores fotos tiradas pelo satélite. Cerca de dois terços da superfície do nosso planeta são cobertos por nuvens a qualquer hora do dia, o que significa que muitas das imagens registradas do espaço acabam sendo descartadas quando o assunto é justamente estudar o que acontece na superfície. Mas, para que sejam analisadas e então descartadas, elas são enviadas aos cientistas através de uma preciosa largura de banda, o que acontece horas ou até mesmo dias depois.

Furano então explica que "a IA a bordo é o que nos salva; é como a cavalaria dos filmes de faroeste". Afinal, o processamento a bordo do satélite já identifica e descarta as imagens que aparecem cheias de nuvens, economizando cerca de 30% da largura de banda, o que também agiliza o processo como um todo. Tal tecnologia foi construída e testada pela Ubotica, uma startup irlandesa, em colaboração com a Cosine, fabricante da câmera que tem a IA da Intel a bordo.

Aubrey Dunne, CTO da Ubotica, conta que foi preciso personalizar o aparato para que ele sobrevivesse à radiação espacial, submetendo o processador Myriad a uma série de testes para descobrir a melhor forma de lidar com possíveis erros e desgastes. E como a ESA ainda não havia testado um processador tão complexo num ambiente de alta radiação, "foi necessário redigir um manual sobre como executar tais testes a partir do zero", conta Dunne.

No fim, o sistema foi aprovado com louvor, sem precisar de qualquer modificação. Contudo, os algoritmos de IA precisaram ser treinados usando dados sintéticos e extraídos de missões anteriores. Esse processo envolveu diversas organizações espalhadas pela Europa, atuando em diferentes fases do projeto, com tudo isso levando quatro meses para acontecer.

Agora, a tecnologia está a bordo do PhiSat-1, mas, infelizmente, a equipe precisará esperar mais de um ano para descobrir se tudo estará funcionando mesmo conforme o planejado. Entre os motivos, está a pandemia de COVID-19. No entanto, em uma verificação inicial, o satélite já se mostrou capaz de salvar todas as imagens e de gravar sua decisão na nuvem, para cada uma das imagens já registradas. "Assim, a equipe em Terra pode verificar se o cérebro implantado ali está se comportando como esperado", explica a Intel.

E o sucesso do projeto conjunto, até agora, já direciona a ESA a uma versão atualizada: a agência espacial está trabalhando com a Ubotica para já desenvolver o PhiSat-2, que levará à órbita mais um Myriad 2, sendo "capaz de executar aplicativos de IA que podem ser desenvolvidos, facilmente instalados, validados e operados na própria espaçonave durante o voo, usando uma simples interface de usuário".

Dessa maneira, o futuro nos guarda muitas oportunidades para uso de satélites minúsculos do tipo CubeSats, que são de baixo custo e aprimorados por IA, capazes de executar diversas aplicações simultaneamente — o que só trará benefícios para o nosso planeta, considerando cenários como, por exemplo, a identificação de incêndios com rápida notificação de bombeiros, algo que pode acontecer em questão de minutos, e não mais de horas ou até mesmo dias.