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HPE創先例將商業邊緣運算與人工智慧能力導入太空站,加速太空探索

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HPE創先例將商業邊緣運算與人工智慧能力導入太空站,加速太空探索

【記者林志毅/台北訊】

  Hewlett Packard Enterprise (HPE)宣佈率先在太空站利用高階的商業邊緣運算系統即時處理資料,以加速太空探索,並提高太空人自給自足的能力。國際太空站(ISS)上的太空人和太空探險家將利用HPE的Spaceborne Computer-2(SBC-2)邊緣運算系統進行各種實驗,包括處理醫學成像、DNA定序以分析大量太空感測器和衛星收集到的資料,將太空實驗的時間從數個月縮短到數分鐘。

  Spaceborne Computer-2已於2月20日在諾斯羅普格魯曼公司(Northrop Grumman Corporation)的第15次再補給任務中從地球上發送至NG-15太空站,並將在國際太空站服役2到3年的時間。NG-15太空船被命名為SS. Katherine Johnson號,以紀念曾在NSAS服務的美國非裔女性數學家Katherine Johnson。她在早期的太空計畫中扮演重要角色。

突破障礙,實現太空運算的夢想

  Spaceborne Computer-2的前身是Spaceborne Computer,這是HPE在2017年與NASA合作開發的實驗性系統,並於國際太空站服役了一年。該系統的目的是希望透過測試了解市面上平價的商用伺服器是否能承受火箭升空時的震動與搖晃,以及抵達國際太空站後,其搭載的專用軟體強化功能可以立即運作。Spaceborne Computer-2便是以此實驗性系統的成功為基礎而設計的。

  以往,太空站的零重力和高輻射環境會破壞IT裝置,以至於無法使用商用設備。這項概念驗證證明Spaceborne Computer可以滿足國際太空站與低空地球軌道(LEO)的運算需求。
NASA希望有朝一日人類可以前往月球、火星和更遠地方進行太空旅行,而在國際太空站上達到可靠的運算效能只是達成此目標的第一步,因為可靠的通訊是太空旅行任務成功的必要條件。

  HPE的Spaceborne Computer已完成為期一年的任務。在國際太空站美國國家實驗室的資助下,HPE開發出更先進的Spaceborne Computer-2系統。此系統於本月發送至國際太空站上,並在未來二至三年內應用於更廣泛的領域。

利用頂尖的邊緣運算和人工智慧能力加速太空探索

  Spaceborne Computer-2將使用由HPE Edgeline融合式邊緣系統和HPE ProLiant伺服器驅動的邊緣運算能力,提供比前一代快兩倍的運算速度,即時取得和處理衛星和攝影機等各種設備提供的資料。

  Spaceborne Computer-2還配備圖形處理單元(GPU),可有效處理需要更高影像解析度的圖像密集型資料,如地球極地冰帽或醫療X光影像。GPU也能用於人工智慧和機器學習的專案。

  Spaceborne Computer-2能讓太空人在太空與地球之間傳送資料時減少延遲與等待時間,以便立即進行研究並取得各項專案的分析資料,例如:

  • 即時監測太空人的生理狀況,藉由處理太空人的X光、超音波掃描和其他醫療資料,以加速在太空中進行診斷的時間。
  • 分析大量太空感測器的資料:基於戰略考量,NASA和其他組織已在ISS和衛星上放置了數百個感測器。這些感測器會收集大量資料,因此需要大量頻寬才能發送到地球上進行處理。利用太空站邊緣運算系統,研究人員可以處理與各種事件有關的機載圖像、信號和其他資料,例如:
    • 更廣泛了解地面道路的車流量和停車場汽車數量,以掌握車流量的趨勢。
    • 測量大氣中的排放物和污染物,以了解空氣品質。
    • 追蹤飛機和導彈等在太空和大氣層中移動的物體。

  「利用Spaceborne Computer-2為太空站提供可靠的運算能力,最大的好處是即時獲得洞察力。太空探險者現在可以根據立即取得的資料改變研究方式,並改善決策流程,」HPE融合式邊緣系統解決方案架構師暨Spaceborne Computer-2首席研究員Mark Fernandez博士表示。「我們很榮幸能讓太空邊緣運算的夢想成真。透過與NASA和國際太空站美國國家實驗室的長期合作,我們期待為人類提供更多振奮人心的研究機會,以獲得突破性的發現。」

在太空中驗證,在地球上使用:HPE成功利用企業級解決方案,在嚴苛的太空環境中實現邊緣運算

  HPE將煉油廠、製造工廠與國防任務等惡劣與偏遠環境所使用的邊緣運算技術導入太空站運算系統。Spaceborne Computer-2整合了HPE Edgeline EL4000融合式邊緣系統。此堅固耐用的精簡型系統能在劇烈碰撞、震動與極端溫度的惡劣邊緣環境中運作,並具備專為此環境設計的邊緣運算能力,可收集和分析分散在太空中的設備和感測器所提供的大量資料。

  HPE為太空站提供的運算技術已獲得認可,因此,為太空運算計畫提供強化保護功能的OrtbitsEdge等組織打算將HPE Edgeline 融合式邊緣系統整合至其強固型解決方案SatFrame,讓商業航太公司能夠在軌道衛星上部署運算系統並加速太空探索。
  除了結合HPE Edgeline融合式邊緣系統,Spaceborne Computer-2還配備了符合工業標準的HPE ProLiant DL360伺服器,為邊緣運算、HPC、AI等工作負載提供更多高效能的功能。

  「邊緣運算為連線能力有限或毫無連線能力的特殊站點提供核心功能,使其能夠在本地端處理和分析資料,並迅速做出關鍵決策。HPE Edgeline是專為惡劣環境量身打造的解決方案,因此能有效處理地球上各種裝置的資料,例如機場和體育場的安全監控攝影機、製造工廠的機器人和自動化系統,以獲得洞察力,」

  HPE融合式邊緣系統總經理Shelly Anello表示。「在下一個邊緣運算任務中,我們已準備好為外太空這個最嚴苛、最獨特的邊緣環境提供支援。我們很高興獲得NASA和國際太空站的邀請,協助推動這項長期任務,一同挑戰太空極限,開啟新洞察力的時代。」

利用邊緣到雲端的能力進行更大規模的研究

  透過與微軟Azure Space合作,世界各地在Spaceborne Computer-2上進行實驗的研究人員就能利用Azure雲處理需要密集運算的資料,並將結果順利傳回SBC-2。目前微軟研究院(Microsoft Research)考慮進行的研究包括:

  • 模擬與預測地球上的沙塵暴,以改善未來對火星的預測分析:由於沙塵暴會覆蓋整個火星並影響太陽能發電,因此對任務的能源需求至關重要。
  • 評估在太空種植植物所需的液體用量和環境參數,進而解決食物供給問題並支援生命科學研究:藉由收集水培過程中的資料,並與地球上的大型資料集進行比較。
  • 並藉由資料分析了解引發野火的雷擊模式:利用4K影像串流攝影機收集地球各地的雷擊資料。
  • 深入分析超音波的醫學成像:在國際太空間站上維護太空人的健康。

徵求提案:Spaceborne Computer-2開放供研究者使用

現在,您可以提出在Spaceborne Computer-2上進行研究的相關需求。若要了解如何提交利用此系統進行實驗的提案,請至www.hpe.com/info/spaceborne

=Spaceborne Computer-2
HPE Edgeline EL4000 System

HPE ProLiant DL360

關於慧與科技

慧與科技公司是邊緣至雲端的平台即服務領導廠商,幫助企業從資料中萃取出有用的分析資料,加速創造業務成效。數十年來,HPE致力於打造創新未來與創新的生活與工作方式。憑著這些經驗,HPE開發出獨特、開放式且智慧化的技術解決方案,並為雲端與邊緣提供一致的使用經驗,幫助客戶開發新商業模式、導入新方法,並提升操作效能。如需更多資訊,請至www.hpe.com

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