Satelitarne oblicze Thales InnovDays ’19 [RELACJA]

Francuska spółka Thales występuje w roli samodzielnego organizatora dorocznego cyklu wystaw techniczno-branżowych InnovDays (począwszy od pierwszej odsłony w 2012 roku). Salon ekspozycyjny i związane z nim wydarzenia są dla tego międzynarodowego koncernu okazją do zaprezentowania najnowszych rozwiązań technologicznych i użytkowych przed potencjalnymi odbiorcami (wielokrotnie także rządowymi), partnerami przemysłowymi oraz mediami. Tegoroczna odsłona cyklu przyjęła za punkt odniesienia dwie dziedziny postępu technicznego uznawane obecnie za ścieżki przyszłej rewolucji cywilizacyjnej: doskonalenia technologii kwantowych oraz sztucznej inteligencji.

Startujący 27 listopada br. salon przemysłowy rozpoczęło wystąpienie Marko Ermana, dyrektora ds. rozwoju technologicznego Grupy Thales. „Innowacyjność jest wpisana w nasze DNA” – stwierdził już na wstępie swojej wypowiedzi. „Traktujemy kwestię badań i rozwoju bardzo poważnie – zainwestowaliśmy już na tym polu 3,5 miliarda euro, […] zarejestrowaliśmy ponad 20 tys. patentów” – podkreślił Erman. Wskazał przy tym, że wskazane wyniki nie byłyby możliwe do osiągnięcia bez współpracy naukowo-przemysłowej z wybranymi uniwersytetami, instytutami oraz technologicznymi startupami.

To właśnie wyniki tego współdziałania prezentowano w znaczącej przewadze na ekspozycji InnovDays 2019. Grupa Thales przedstawiła na tę okoliczność 67 odrębnych demonstracji projektów innowacyjnych i wybranych praktycznych zastosowań badań, m.in. w obszarach lotnictwa, transportu, obrony i bezpieczeństwa cyfrowego. Mniej więcej trzecią część z nich stanowiły systemy i rozwiązania korzystające z technologii satelitarnych i robotyki kosmicznej. Zwrócił na to uwagę również Marko Erman, zapewniając o kluczowym znaczeniu zaawansowanych projektów kosmicznych koncernu. „Nic nie wylądowało w kosmosie na dalszym dystansie od Ziemi niż sonda zbudowana przez Thales, która trafiła na Tytana” – zadeklarował w swoim wystąpieniu, odnosząc się do przeprowadzonej w 2005 roku doniosłej operacji badawczej próbnika Huygens w ramach misji Cassini wysłanej w stronę Saturna.

„Inwestujemy w technologie przełamujące istniejące bariery rozwojowe” – podkreślił dalej szef działu rozwoju technologii Thales, nawiązując do kontekstu dwóch sztandarowych ścieżek prezentowanych na InnovDays 2019. „Spośród 67 demonstracji, jakie tutaj przygotowaliśmy, 40 działa w oparciu o technologie sztucznej inteligencji – to bardzo wysoki odsetek” – wyjaśnił Erman. Jednocześnie podkreślił, że rozwój zastosowań SI napotyka nadal na pewne ograniczenia, m.in. w obliczu wysokiej konsumpcji zasobów i zapotrzebowania na energię, która rodzi potrzebę poprawienia parametrów ekonomiki działania i ekologicznego użycia tego typu algorytmów.

W oczekiwaniu na nadejście „drugiej rewolucji kwantowej”

W przedmiocie kolejnego wiodącego wątku paryskiego salonu, Erman podkreślił, że na tle rozwoju technologii kwantowych w najpełniejszy z możliwych sposobów zachodzi skorelowanie potencjałów naukowo-akademickiego i przemysłowo-biznesowego. Szef działu innowacji Thales posłużył się w tym aspekcie przykładem współpracy i działania firmowych laboratoriów w podparyskim centrum uniwersyteckim Paris-Saclay. „Czujniki, radary, systemy obrazowania, spektrometry - fizyka kwantowa pozwala rozwijać je wszystkie” – wymienił Erman. Szczególną uwagę zwrócił jednak na technologię komunikacji kwantowej, jaka wkracza coraz śmielej do zastosowań satelitarnych. „Mamy ponad 10 lat doświadczenia w badaniach” – wskazał przedstawiciel Thales Group.

Erman uznał przy tym wprost, że celem jego firmy jest sprawcza rola w kwestii doprowadzenia do tzw. drugiej rewolucji kwantowej. Jak wyjaśnił, pierwsza objawiła się w ostatnich dekadach XX wieku, wraz z rozwojem: technologii laserowych, precyzyjnych zegarów nawigacji satelitarnej, układów mikroelektronicznych, a także mechanizmów rezonansu magnetycznego i wielu innych. Nośnikami drugiej rewolucji mają być natomiast kwantowe jednostki obliczeniowe (procesory i komputery kwantowe), a jeszcze wcześniej szyfrowane systemy komunikacji w oparciu o kwantową dystrybucję klucza. To, czym już w tej chwili szczycą się francuscy inżynierowie, dotyczy demonstrowanych na wydarzeniu czujników, spektrometrów i układów elektronicznych wykorzystujących nową wiedzę na temat zjawisk kwantowego splątania, teleportacji i superpozycji. W najbliższej przyszłości rozwój zasobów Thales Group w tym zakresie ma wyzwolić potencjał systemów łączności całkowicie uodpornionych na ingerencję z zewnątrz.

Aby dać wyraz swoim postępom, firma zademonstrowała na wystawie szereg projektów i wynalazków bezpośrednio z tej dziedziny. Znalazł się wśród nich wiodący program spółki Thales Alenia Space, Highway to Space – bazujący na laserowym systemie satelitarnego przesyłania sygnału (komunikacji optycznej) z wykorzystaniem naziemnych połączeń światłowodowych. Główne dwa rozwijane w tym zakresie segmenty (lub fazy - zgodnie z europejską Białą Księgą opisującą ścieżkę rozwoju komunikacji kwantowej) to kwantowe szyfrowanie transmisji sygnału (Quantum-Secured Networks – jako faza I, rozpisana na lata 2021-2028) oraz pełnoprawny kwantowy zapis i transmisja pakietów danych (Quantum-Information Networks – faza II, do wykonania w latach 2028-2035). W pierwszym zakresie potwierdzono już doświadczalnie skuteczność dystrybucji klucza w transmisji naziemnej na dystansie 100 km oraz transmisji satelitarnej na odległości blisko 1000 km – podobny skuteczny dystans jest już też podawany w przypadku orbitalnego nadawania informacji kwantowej (qubitów) w ramach fazy II (QIN).

Jak zapowiadają przedstawiciele Thales Alenia Space, ich projekt ma wprowadzić do użycia system satelitarny zdolny do transmisji terabitów danych na sekundę, w formacie „high-rate datalink”. Punktem wyjścia dla demonstracji jego działania będzie lekki satelita o masie rzędu 100 kg, który ma być gotowy do umieszczenia na orbicie w 2020 roku. W miarę rozwoju systemu w ofercie znajdą się z czasem także bardziej masywne instrumenty (w przedziale 800-1000 kg).

Sztuczna inteligencja w służbie obserwacji Ziemi

Satelitarnych wątków na InnovDays 2019 nie zabrakło także w drugim wiodącym obszarze tematycznym salonu. Zaawansowanym wykorzystaniem sztucznej inteligencji chwalili się m.in. pomysłodawczy projektu Earth Streamer ze startupu działającego w klastrze innowacji Thales Alenia Space, oferujący rozwiązanie teledetekcyjne bazujące na satelitach geostacjonarnych o średniej rozdzielczości, lecz gwarantujące stały podgląd zadanego obszaru (z natychmiastowym dostępem do deklarowanych 20 proc. powierzchni Ziemi).

Zasadniczą innowacją zastosowaną w systemie ma być zaawansowany algorytm wykrywania zmian położenia i przemieszczania się obiektów na wyznaczonym obszarze działania. Rozwiązanie jest już oferowane na użytek w handlu międzynarodowym, przemyśle naftowym i gazowym, bezpieczeństwie cywilnym i militarnym – jego adresatami są przede wszystkim służby patrolowe i graniczne państw, podmioty potrzebujące ciągłego monitoringu złóż surowców i rafinerii, a także instytucje monitorujące ruch statków na morzach.

Drugim spośród podobnych rozwiązań przedstawionych na salonie w Paryżu był system zautomatyzowanej interpretacji obrazów satelitarnych, Deeper Vision. Jego działanie polega na proaktywnym analizowaniu znacznych ilości zobrazowań satelitarnych (do 100 tys. dziennie) pod kątem wychwytywania widniejących na nich konkretnych kształtów, charakterystyk oraz anomalii. Mogą to być zarówno składniki infrastruktury, pojazdy i inne obiekty, jak również zmiany stwierdzone w toku analizy porównawczej różnych zdjęć tego samego obszaru. Sednem procesu jest wykorzystanie algorytmu sztucznej inteligencji, który na bazie wcześniejszych przykładów i informacji zwrotnej osoby nadzorującej „uczy się” samodzielnie rozróżniać nieistotne różnice od faktycznych anomalii i kwalifikowanych obiektów. Dotyczy to również wychwytywania obiektów dotąd niezdefiniowanych (bądź zamaskowanych), ale rozpoznawanych po cechach podobieństwa do znanych sygnatur.

Deeper Vision ma oferować wysoką wiarygodność i szybkość analizy obrazowej, pozwalającej na dostatecznie pewne „filtrowanie” materiału - na tyle, by znacząco obniżyć czas zaangażowania zasobów ludzkich zatrudnianych przez instytucje rządowe, służby i siły zbrojne do ciągłego monitorowania powierzchni Ziemi. Za opracowanie i promocję rozwiązania odpowiedzialna jest spółka Thales Alenia Space.

Przedstawione projekty to tylko wąski wycinek rozwiązań prezentowanych na InnovDays 2019 – niemniej jednak, obrazują one ogólny obowiązujący kierunek doskonalenia technologii i kreowania oferty przemysłowej, jaki w tym roku zaprezentowała Grupa Thales na paryskim salonie. W ogólnym zarysie wszystkie z wystawionych 67 pomysłów pogrupowano w następujących kategoriach: „łączność jutra na użytek militarny”, „udoskonalony żołnierz”, „transport przyszłości”, „biometria”, „obrona powietrzna jutra”, „komunikacja dla społeczeństwa przyszłości”, „między obywatelem a korporacją: ochrona danych i tożsamości”, „big data”, „jutrzejsza obrona lądowa i morska”, „miasto jutra”, „technologie chmurowe”.