KP Labs w nowym Centrum Badawczo-Rozwojowym

Nowy budynek Centrum B+R KP Labs sp. z o.o.; na zdjęciu po prawej kierownik projektu Rafał Żogała

Spółka KP Labs przeprowadziła się niedawno do nowego Centrum Badawczo-Rozwojowego w dziedzinie elektroniki i technik kosmicznych. Projekt dofinansowany był z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój 2014-2020. Koszty budowy i zakupu specjalistycznego sprzętu wyniosły ok. 15 mln PLN.

W budynku przy ul. Bojkowskiej w Gliwicach załoga KP Labs rozpocznie kilka kluczowych projektów. Skonstruuje m.in. jednostkę do przetwarzania danych dla mikrosatelitów oraz zakończy budowę satelity Intuition-1 do hiperspektralnego obrazowania Ziemi, aby był on gotowy do wystrzelenia na orbitę na początku 2023 roku. Będzie to przełomowe wydarzenie dla KP Labs z uwagi na możliwość weryfikacji działania jednostki przetwarzającej dane oraz algorytmów uczenia maszynowego w realnym środowisku kosmicznym. 

© Wizualizacja Centrum Badawczo-Rozwojowego KP Labs sp. z o.o.

Centrum B+R zostało wyposażone m.in. w komorę termiczno-próżniową, komorę klimatyczną, centrum obróbcze CNC (Computer Numerical Control), w linię montażową elektroniki (automat montażowy pick and place, piec do lutowania, drukarka szablonowa), drukarki 3d i manipulator przemysłowy. Powierzchnia ok. 270 m2 jest przeznaczona na szereg laboratoriów: planowania i kontroli misji, systemów łączności satelitarnych, uczenia maszynowego, testowania i montażu elektroniki. Oprócz tego w budynku znajduje się także laboratorium EMC (EMC-badania kompatybilności elektromagnetycznej) oraz projektowania mechaniki. 

— Wszystkie te sprzęty są nam niezbędne do tworzenia naszych produktów - zapewnia załoga KP Labs. — Dostarczamy Edge Computing - oprogramowanie, hardware oraz algorytmy sztucznej inteligencji, które mają na celu przeniesienie decyzyjności na pokład satelitów lub innych pojazdów kosmicznych. Nasz koncept można porównać do rozwiązań stosowanych w smartfonach. Część obliczeń może być wykonywana na urządzeniu, czyli na telefonie. Są zazwyczaj mało złożone i nie wymagają bardzo dużych mocy obliczeniowych. W naszym przypadku może to być np. wykrywanie chmur na zdjęciach satelitarnych. Bardziej zaawansowane rozwiązania są wykonywane w centrach obliczeniowych (w chmurze). My chcemy przenosić tę chmurę na poziom orbity, tak by większe satelity mogły wspierać mniejsze w pracach obliczeniowych. 

KP Labs tworzy szereg rozwiązań Smart Mission Ecosystem, które mają wprowadzić tę koncepcję w życie. Część produktów linii SME wchodzi w skład misji Intuition-1. Jej głównym celem będzie obserwacja Ziemi z wykorzystaniem kamery hiperspektralnej. Dane z tej kamery będą przetwarzane za pomocą zaawansowanego komputera o nazwie Leopard. Idea SME składa się z sześciu rozwiązań, które mogą działać zarówno razem, jak i pojedynczo: 

• Oprogramowanie: Oryx - modułowe oprogramowanie lotne;
• Komputery: Antelope - komputer do zarządzania satelitą, wyposażony w moduł do przetwarzania danych; Leopard - jednostka do przetwarzania danych dla CubeSatów i mikrosatelitów do 50 kg; Lion - jednostka do przetwarzania danych dla większych misji, dedykowana dla mikro i małych satelitów o wadze od 50 do 500 kg;
• Algorytmy: The Herd – algorytmy sztucznej inteligencji do analizy obrazów oraz analizy telemetrii;
• EGSE (Electrical Ground Support Equipment): Oasis - sprzęt do testowania poprawności integracji komponentów satelitarnych.

Celem jest uproszczenie przetwarzania danych na orbicie okołoziemskiej – od ich akwizycji poprzez obróbkę do analizy. — Jest to niezwykle ważne, ponieważ obecnie, ze względu na dużą ilość danych i długi czas przesyłu na Ziemię bardzo często reakcja na zdarzenia, które wymagają szybkiej interwencji, jest opóźniona lub w ogóle nie występuje — wyjaśnia zespół KP Labs. — Dane w momencie przesłania na Ziemię mogą być już nieaktualne, natomiast ich analiza jest zadaniem niezwykle skomplikowanym, czasochłonnym i wymaga zastosowania zaawansowanych algorytmów przetwarzania, których brakuje w standardowych systemach. Wykorzystanie sztucznej inteligencji w analizie danych pozwoli na wyselekcjonowanie najważniejszych informacji i wykorzystanie tylko tych, które naprawdę są dla nas wartościowe.  

KP Labs mocno koncentruje się na zagadnieniu samodzielnej decyzyjności satelitów, w celu skrócenia czasu reakcji na zdarzenia. Jest to kluczowe w przypadku zarządzania kryzysowego (np. informacja o powodzi czy rozprzestrzeniającym się ogniu powinna zostać wysłana do operatora jak najszybciej), manewrów zbliżeniowych pomiędzy satelitami (np. w celu deorbitacji śmieci kosmicznych) czy operacji łazików planetarnych (np. autonomii pojazdu).   

— Dodatkowym aspektem naszych działań jest zwiększenie bezpieczeństwa misji dzięki możliwości użycia naszych podsystemów do przeprowadzenia wcześniejszej integracji satelity i użycia sztucznej inteligencji do monitorowania jego stanu w kosmosie. Naszymi klientami są firmy, instytucje i dostawcy, którzy tworzą własne misje satelitarne. Na tym właśnie bazuje hasło opisujące naszą firmę - Mission Complete.  

W gliwickim Centrum B+R będą przeprowadzane akceptacyjne i kwalifikacyjne badania środowiskowe projektowanej i produkowanej przez KP Labs elektroniki kosmicznej w komorach klimatycznych oraz termiczno-próżniowych. Pozwoli to na sprawdzenie układów w warunkach termicznych zbliżonych do zastosowań satelitarnych, na potrzeby produktów SME (Smart Mission Ecosystem). Oprócz tego firma rozpocznie prace związane z podróżą poza ziemską orbitę, ale więcej informacji na ten temat ma pojawić się w przyszłym roku.

— Możliwy będzie dalszy rozwój tworzonego przez nas hardware’u, software’u i algorytmów do przetwarzania danych w bardziej skomplikowanych warunkach np. głębokiego kosmosu (deep space) czy na powierzchni Księżyca. Nowe Centrum Badawczo-Rozwojowe, wyposażone w specjalistyczny sprzęt umożliwia nam stworzenie np. akumulacyjnego układu termicznego wykorzystującego ciepło utajone w zmianie stanu skupienia specjalnie dobranych materiałów. Zapewni to żywotność elektroniki kosmicznej na czas dłuższy niż 5 lat z uwagi na redukcje głębokości cykli temperaturowych — zapewnia zespół KP Labs.  

KP Labs dysponuje również prywatnym tarasem, na którym umieszczona jest kopuła do obserwacji nieba

KP Labs sp. z o.o. działa na rynku od 2016 roku. Na początku były to trzy osoby - zafascynowani kosmosem inżynierowie, którzy wierzyli, że marzenia można przekuć w biznes. Dużym przełomem było pozyskanie wsparcia na realizację misji Intuition-1. Potem pojawiły się pomysły na produkty związane z obserwacją Ziemi i przetwarzaniem pozyskanych obrazów, jak również eksploracją przestrzeni kosmicznej. Obecnie zespół pracowników i współpracowników liczy ponad 60 specjalistów z dziedzin informatyki, uczenia maszynowego, elektroniki, fizyki, mechaniki, termiki, automatyki i robotyki. Wśród pracowników 10% kadry to naukowcy z tytułem doktora lub wyższym. Spółka bardzo dynamicznie się rozwija i wciąż poszukuje inżynierów z takich kierunków jak informatyka, elektronika, robotyka czy mechanika.

Opracowała: Agnieszka Kubasik