Unikátny projekt má detegovať a predpovedať narušenia na hranici medzi vesmírom a Zemou zodpovedné za výpadky spojenia so satelitmi.
Na projekte sa podieľal Ústav experimentálnej fyziky SAV, v. v. i., Fakulta elektrotechniky a informatiky TUKE a IT spoločnosť GlobalLogic Slovakia. Zdroj: Šimon Mackovjak
Košickí vedci predstavili unikátny projekt, ktorý bude detegovať a predpovedať narušenia na hranici medzi vesmírom a Zemou zodpovedné za výpadky komunikačného spojenia so satelitmi. Prototyp služby je výsledkom spolupráce medzi Ústavom experimentálnej fyziky SAV, v. v. i. (ÚEF SAV, v. v. i.), Fakultou elektrotechniky a informatiky (FEI) TUKE a IT spoločnosťou GlobalLogic Slovakia.
Prvá košická spolupráca pre ESA
Ide o prvú spoluprácu v Košiciach, keď vedecká inštitúcia, univerzita a súkromná spoločnosť pracovali na riešení, ktoré financovala a v budúcnosti bude využívať Európska vesmírna agentúra (ESA).
„Teší ma, že služba, ktorú sme vyvinuli, môže byť užitočná pre celoeurópsku sieť kozmickej bezpečnosti a že sme ju pripravili vďaka veľmi efektívnej spolupráci študentov a odborníkov z oblasti vedy, vzdelávania a IT priemyslu,” zhodnotil Šimon Mackovjak z oddelenia kozmickej fyziky ÚEF SAV, v. v. i., ktorý zastrešoval vedeckú časť a manažment projektu.
Monitoruje a predpovedá prítomnosť ionosférických scintilácií
Služba má názov ASPIS (Autonomous Service for Prediction of Ionospheric Scintillation) a jej hlavnou úlohou je monitorovať a predpovedať prítomnosť takzvaných ionosférických scintilácií nad daným územím. Ide o riziko, ktorému musia čeliť pozemné prijímače navigačných družíc (napríklad GPS alebo Galileo), keď dochádza k poškodeniu alebo strate signálu. To môže mať negatívny vplyv na presné určenie polohy alebo času pozemného prijímača, čo je nežiaduce napríklad pre dopravné systémy.
„Efekt scintilácie už určite každý videl. Keď sa napríklad pozeráte na nočnú oblohu, môže sa vám zdať, že sa niektoré hviezdy mihotajú. Je to spôsobené poruchami v dolnej zemskej atmosfére, ktoré takto ovplyvňujú viditeľné svetlo prichádzajúce z hviezd k nám. So satelitmi na orbite Zeme komunikujeme pomocou rádiových vĺn. Keď vlny prechádzajú cez elektricky nabitú ionosféru – vrchnú vrstvu atmosféry Zeme –, takisto môže dochádzať k efektu scintilácie. Tento efekt sa štandardne meria pomocou sietí pozemných prijímačov, my sme využili konkrétne dáta z Kanady. Vyvinuli sme autonómny systém na spracovanie týchto dát a výpočet predpovedí týchto udalostí pomocou strojového učenia,” doplnil Mackovjak.
Inovátorský prvok
Inovátorským prvkom služby je využitie strojového učenia na vytváranie predikcií, konkrétne hlbokej neurónovej siete s architektúrou LSTM. Vývoj modelu zabezpečoval tím docenta Petra Butku z Katedry kybernetiky a umelej inteligencie FEI TUKE. Vysoko efektívne je tiež využitie takzvanej serverless architektúry a cloudovej infraštruktúry, ktorú pripravili IT experti zo spoločnosti GlobalLogic Slovakia.
„Spolupráca medzi takto združenými organizáciami je výnimočná, ale nie je prekvapujúca. Už niekoľko rokov spolupracujeme ako s univerzitou, tak aj so SAV. Cieľom je rýchlejší transfer inovácií medzi zúčastnenými stranami a v neposlednom rade aj šírenie poznatkov,” hovorí Tibor Radačovský z GlobalLogic Slovakia, ktorý sa podieľal na vzniku spolupráce.
Budujú stabilnú komunitu
Spolupráca na 18-mesačnom projekte nie je však to jediné, čo jednotlivých aktérov spája. Už niekoľko rokov budujú v Košiciach komunitu, ktorá prepája výskum vesmíru a najmodernejšie IT technológie. Majú za sebou spoločnú organizáciu letných škôl, prezentáciu na EXPO Dubai či publikovanie vedeckých článkov. Aktuálne tiež participujú na rozbehnutí Východoslovenského vesmírneho klastra.
„Aj keď je naša služba ešte len na úrovni prototypu, majú už o ňu záujem kolegovia zo zahraničia. V týchto týždňoch sme ju prezentovali a budeme o nej ďalej diskutovať na seminároch a konferenciách v Nemecku, Holandsku a vo Francúzsku, kde sa snažíme zozbierať požiadavky priamo od možných používateľov. Následne sa pustíme do ďalšej fázy, aby sme mohli zvýšiť technologickú úroveň a aby sa služba dostala do bežného používania. Aspis bol typ štítu v starovekom Grécku. Veríme, že náš ASPIS môže chrániť zraniteľné technológie pred nebezpečnými prejavmi kozmického počasia. Mám naozaj radosť, že môžeme v Košiciach pracovať na takýchto dôležitých a technologicky zaujímavých riešeniach,” uzavrel Mackovjak.
Prototyp služby je dostupný prostredníctvom grafického alebo aplikačného rozhrania na https://aspis.services.
Zdroj: TS SAV
(af)
