MINI-PLATAFORMA DE SATÉLITE DE ALTAS PRESTACIONES COMPUTACIONALES PARA APLICACIONES DE INTELIGENCIA ARTIFICIAL EN EL BORDE (EDGE AI) DESDE EL ESPACIO
Título del proyecto: Mini-plataforma de satélite de altas prestaciones computacionales para aplicaciones de inteligencia artificial en el borde (Edge AI) desde el espacio
Acrónimo: EdgeAISat
Ref: INNEST/2023/180
Entidades participantes: I.I.U. de Telecomunicaciones y Aplicaciones Multimedia (ITEAM) de la Universidad Politécnica de Valencia (UPV), Dpto. de Ingeniería de Comunicaciones de la Universidad Miguel Hernández de Elche (UMH) y EmbEddEd Instruments and Systems S.L..
Duración:20/04/2023-31/12/2025
Investigador responsable: Dr. Vicente E. Boria Esbert
Breve Descripción del Proyecto: La posibilidad de tratamiento de datos en órbita por parte de plataformas de satélite que utilizan inteligencia artificial avanzada (Edge AI) permite la rápida identificación de cambios (catástrofes naturales, por ejemplo) e información importante que deba ser transmitida y, por otra parte, la discriminación de otros tipos de datos menos relevantes, reduciendo así la carga de comunicación necesaria y su posterior procesamiento en Tierra. Esto se traduce en una optimización de las comunicaciones en tiempo real y, básicamente, en una reducción del tiempo de reacción.
Objeto y finalidad del proyecto: El objetivo general de este proyecto estratégico de cooperación consiste en el desarrollo de una plataforma de minisatélite (smallsat) y la implementación de un demostrador, en el rango de los 50 – 75 kg de peso, orientado a la implementación de aplicaciones de inteligencia artificial avanzada (Edge AI) enfocadas al tratamiento de imágenes de la superficie terrestre desde órbita baja (de 400 km a 1.000 km de altura). Los principales retos a los que nos enfrentamos, y en torno a los cuales están orientadas las tareas de ejecución del proyecto, consisten en lograr:
- Un sistema de 100 W de potencia media, compuesto por paneles solares, sistema de almacenamiento, gestión y distribución de la energía para alimentar todos los subsistemas.
- Un propulsor de agua sin depósito, compuesto por un sistema electroquímico que electroliza el agua en H2 y O2 gaseosos usados como combustible.
- Un sistema de comunicaciones en banda X (8-10 GHz) compuesto por transceptor y antena, de reducidas dimensiones y bajo consumo.
- Un ordenador de altas prestaciones para implementar aplicaciones Data-Intensive, es decir, de alto rendimiento, como una aplicación de Inteligencia Artificial (AI).
- Una cámara de observación de la Tierra.
Resultados más relevantes del GAM ITEAM-UPV: Sub-Sistema de Comunicaciones en banda X.
Desde el GAM ITEAM -UPV se trabajó en el desarrollo completo de un subsistema de comunicaciones, compuesto por un SDR, una FPGA y software de vuelo que integra DVB-S2. Se diseñó un front-end que realiza una conversión de IF (1.5GHz) a banda X (8GHz) y amplifica la señal para emitir con 4W de potencia. Este front-end se integró junto con una antena planar de muy bajo perfil, también desarrollada para funcionar junto con el subsistema de comunicaciones. Por último, con el objetivo de cumplir con la normativa de la DSN (Deep Space Network) y evitar toda señal que pueda interferir con dichas comunicaciones, se diseñó un filtro de guía de ondas muy compacto.
- Prestaciones más releventes:
- Velocidad de transmisión: hasta 100 Mbps.
- Baja potencia y tamaño reducido (compatible con smallsats).
- Innovaciones técnicas más relevantes:
- Arquitectura SDR flexible.
- Implementación de la pila completa de protocolos de comunicación desde la capa física hasta la de aplicación (DVB-S2,IP, UDP).
- Filtro DSN en guía de ondas plegada para cumplir la normativa de la ITU.
- Antena planar de bajo perfil y polarización circular con array 2*2 (~12 dBi).
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Entidad financiadora: Programa Comunitat Valenciana Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) 2021-2027
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