DAT system, la Observación Inteligente de la Tierra
En la actualidad, la inteligencia artificial (IA) ya se utiliza para el análisis de imágenes captadas por satélite. Pero ¿por qué no ir un paso más allá? ¿Por qué no plantearse que el propio satélite realice un control activo de su actitud que mejore la cantidad y la calidad de las imágenes que recoge de forma que pueda dirigirlas de manera autónoma a objetivos concretos?
Este ha sido, precisamente, el objetivo principal del proyecto Deep Active Tracking system (DAT system), desarrollado por Adática en colaboración con el personal de operaciones del OPS-SAT dirigido por David Evans.
Durante el año 2022, personal especializado en IA de Adática ha trabajado en el desarrollo de un sistema basado en IA que permita realizar el control de actitud de un satélite a fin de poder realizar un seguimiento activo de elementos observables de la superficie terrestre. En concreto, el desarrollo se ha orientado al control del OPS-SAT, un laboratorio experimenta que la Agencia Espacial Europea (ESA) tiene orbitando la tierra desde finales del año 2019.
El equipo ha desarrollado dos sistemas de IA diferentes. El primero de ellos es el encargado de procesar las imágenes tomadas con la cámara óptica instalada a bordo del OPS-SAT para detectar objetivos de interés. Una vez detectados, este primer algoritmo transmite la ubicación espacial del objeto al segundo que es el encargado de rotar la nave espacial convenientemente y mantener el objetivo centrado en el campo de visión de la cámara durante el mayor tiempo posible.
«La Inteligencia Artificial está destinada a impulsar el desarrollo de una nueva generación de sistemas para uso espacial»
«La IA está destinada a impulsar el desarrollo de una nueva generación de sistemas para uso espacial que sean capaces de sacar más provecho del hardware actual e incluso superarán el rendimiento de los sistemas hoy en el mercado de aplicaciones espaciales», dice Félix R. López, director de innovación de Adática.
En su opinión, «el uso de inteligencia artificial y redes neuronales entrenadas tiene el potencial de cambiar el paradigma tradicional que se ha venido utilizando para el desarrollo de software de control de sistema. En lugar de codificar de forma rígida el software para cumplir con un conjunto de requisitos funcionales y que ofrezca una respuesta predefinida, la IA nos permite entrenar directamente un sistema para que sea capaz de realizar una misión concreta con una mayor capacidad de adaptación al entorno. Los beneficios de ello nos llevan a ser capaz de plantear sistemas autónomos más robustos ante entornos dinámicos complejos, con una mayor capacidad operativa ante la incertidumbre de eventos poco frecuentes o incluso desconocidos a priori y con ello, mejorar el éxito de una misión a largo plazo mediante un aumento de la conciencia situacional de los vehículos que incorporen este tipo de sistemas. En otras palabras, un sistema así concebido proporciona al sistema una capacidad de generalización que puede llegar a superar los métodos tradicionales en términos de rendimiento en los entornos VUCA«.
Gracias a la financiación recibida del programa ESA Discovery, Adática ha podido desarrollar un primer prototipo del sistema y medir su rendimiento en la plataforma del OPS-SAT. A partir de ese punto, añade Félix, “nuestro sistema es capaz de adaptarse a otros satélites, tanto ya en operación como en su fase de desarrollo, para así mejorar sus capacidades de seguimiento de objetivos. Y es que la IA sienta las bases de una nueva generación de sistemas que sean capaces de aprovechar mucho mejor los elementos comerciales ya disponibles en el mercado, los denominados COTS, así como reducir los tiempos y los costes de desarrollo dentro de aplicaciones tan diversas como la Observación de la Tierra, la Exploración Espacial o la Seguridad».
Para obtener más información sobre el proyecto DAT System, así como sobre otros proyectos de IA en los que Adática está trabajando, contáctenos directamente.
El OPS-SAT, cuyo nombre completo es «Operations CubeSat for Technology and Science«, es un pequeño satélite experimental desarrollado por la ESA y lanzado al espacio en diciembre de 2019. Su objetivo es servir como plataforma en órbita para probar y validar nuevas tecnologías y conceptos en el campo de las operaciones espaciales. Con un tamaño de 30 x 10 x 10 centímetros, el OPS-SAT permite experimentar con autonomía, aprendizaje automático, comunicación entre satélites y validación de software y hardware espacial, además de fomentar la colaboración externa en la industria espacial.
El programa ESA Discovery es una elemento de colaboración de la ESA con la industria y la academia que financia investigaciones, estudios y actividades de desarrollo tecnológico temprano en todas las áreas de la tecnología e investigación espacial y enfocado a tecnología potencialmente revolucionarias y que puedan traer una innovación disruptiva.
