HPE(김영채 대표)는 국제우주정거장(International Space Station, ISS)에 설치한 최초의 우주 내 상업용 엣지 컴퓨팅 및 AI 지원 시스템인 HPE 스페이스본 컴퓨터-2(Spaceborne Computer-2, SBC-2)가 24건의 연구 실험을 성공적으로 완료했으며, 분석 결과를 얻는데 수개월, 수일이 소요되던 시간을 분 단위로 단축했다고 발표했다.

이번 실험에는 우주비행사의 자율성을 높이고, 우주 공간에서의 안정성을 확인하기 위해 신규 애플리케이션의 테스트 및 실시간 데이터 처리와 테스트 등이 진행됐다. 헬스케어, 이미지 처리, 자연 재해 복구, 3D 프린팅, 5G 및 AI 지원 솔루션 등의 사용 사례(use case)가 포함됐다.

HPE 스페이스본 컴퓨터-2 책임 연구원 마크 페르난데스 박사(Dr. Mark Fernandez)는 “스페이스본 컴퓨터-2를 통해 국제우주정거장에 첨단 컴퓨팅과 AI 기능을 도입함으로써, HPE는 인류와 우주 그리고 지구에서 인류에게 혜택을 주는 과학과 공학적 돌파구를 만드는 공통의 이정표를 공유하며 함께 성장하는 협력 연구 공동체를 육성하는데 도움을 제공했습니다”라며 “HPE는 이미 여러 단체로부터 24건의 성공적인 연구 실험 결과를 도출해냈으며, 우주 탐사의 새로운 가능성과 인류의 이정표를 보여주는 이번 프로젝트에 대해 자랑스럽게 생각합니다”라고 말했다.

스페이스본 컴퓨터-2 통해 우주 공간에서의 엣지 컴퓨팅 및 AI 돌파구 마련

HPE는 ISS 국립 연구소와 협업해 2021년 2월 스페이스본 컴퓨터-2를 우주로 발사했고, 2021년 5월 국제우주정거장에 설치했다. 해당 시스템은 HPE의 엣지 컴퓨팅 솔루션인 HPE 엣지라인 컨버지드 EL40000 엣지 시스템으로 구성되어 있으며, 우주와 같은 거친 엣지 환경에서 작동하도록 설계된 견고하고 콤팩트한 시스템으로, 엣지, HPC, AI 등의 워크로드 처리를 위한 HPE 프로라이언트 DL360 서버를 탑재해 추가 고성능 기능을 제공한다.

SBC-2는 인간이 더욱 깊은 곳으로의 우주로 여행함에 따라 궁극적으로 컴퓨팅을 발전시키고 통신에 대한 의존도를 줄이기 위한 큰 미션의 일환이다. 또한 해당 시스템은 우주비행사들이 우주 정거장에서 직접 데이터를 처리할 때 소요되는 처리, 분석 및 지구에 데이터를 전송할 때 발생하는 대기 시간을 우회해 자율성을 높일 수 있는 잠재적 솔루션을 보여준다.

20,000배 빠른 속도로 더욱 빠른 컴퓨팅 및 지구로의 전송 시간 단축

SBC-2를 통해 제공되는 엣지 컴퓨팅 기능은 우주 비행사와 우주 탐험가들이 데이터를 상세히 분석하거나 다른 방식으로 활용을 원할 때 압축된 크기와 더욱 빠른 속도로 데이터를 지구로 전송 보낼 수 있다. 기존에는 1.8GB의 원본 DNA 배열 데이터 초기 처리를 위해 지구로 전송하는 데만 평균 12.2시간이 걸렸다면 SBC-2로 우주정거장에 탑승한 연구원들은 같은 데이터를 6분 안에 처리해 의미 있는 정보를 모으고 92KB로 압축한 뒤 2초 만에 지구로 전송할 수 있게 되었다. 이는 2만배의 속도 향상이다.

SBC-2, 우주 공간 내 엣지 컴퓨팅과 AI를 사용해 24건의 연구 실험 완료

SBC-2는 국제우주정거장에 탑재된 이후, 액시엄(Axiom), 코넬대학교(Cornell University), 큐무코어(Comucore), 마이크로소프트(Microsoft), NASA, 타이탄 스페이스 테크놀로지(Titan Space Technologies) 등 우주 탐사 관련 개발을 진행 중인 여러 연구자들을 위해 데이터를 실시간으로 처리, 수십 개의 실험을 수행했다. 연구 실험은 다음과 같다.

우주복 장갑 내 탑재된 AI 손상 검사 기능을 통해 안전성 및 자급자족도 향상 - NASA, HPE, 마이크로소프트가 주도한 실험에서, 스페이스본 컴퓨터-2의 AI 지원 기능을 사용해 우주 비행사들의 최근 착용한 장갑을 찍은 사진 및 비디오를 검토해 손상 징후에 대해 빠르게 분석하고 처리했다.

재난 발생 후 위성 이미지 자동 분석 – NASA JPL(Jet Propulsion Laboratory)은 우주에서 지구를 관찰해 과학과 기후를 연구하고 재난 대응을 지원한다. JPL은 탑재된 프로세서와 함께 스페이스본 컴퓨터-2를 사용하여 여러 딥 러닝 추론 네트워크를 테스트해 재해 발생 후, 자동으로 육지와 구조물 등에서 원격 감지된 이미지를 해석했다.

검증된 소프트웨어를 통해 3D 프린팅 기술 사용 – 코넬대학교 산하 Cornell Fracture Group은 금속 부품의 3D 인쇄를 시뮬레이션하고 거친 환경에서 인쇄 시 발생할 수 있는 장애와 변형을 예측할 수 있는 모델링 소프트웨어를 개발했다. 해당 소프트웨어는 스페이스본 컴퓨터-2에서 성공적으로 테스트 되었으며, 우주에서 부품을 디지털로 시뮬레이션하고 실제로 어떻게 작동되는지 검증했다.

5G 코어 프로토타입을 통해 국제우주정거장에서 네트워크 기능 확장 – 사설 모바일 네트워크 솔루션 공급업체인 큐무코어는 자사의 5G 코어 네트워크를 RAN 에뮬레이터 및 기타 기능과 함께 스페이스본 컴퓨터-2에서 테스트하여 기존 기지국과 최종 사용자 디바이스의 기능을 우주에서 에뮬레이션했다. 이번 실험을 통해 인공위성과 우주선의 5G 기능 설치 가능성을 확인했으며, 우주에서 새로운 수준의 통신 개발 가능성을 확인했다.

우주 이동 거리를 기반으로 연료 요구량을 계산하기 위한 소프트웨어 코드 개발 - STEM 연구 관련 HPE가 전 세계 학생들과 함께 진행 중인 작업의 일환으로 HPE는 교육 커뮤니티이자 컴퓨터 프로그래밍 대회인 Codewars에 관련된 인도의 학생들에게 스페이스본 컴퓨터-2를 소개했다.

스페이스본 컴퓨터-2 관련 더 자세한 내용 및 시스템 사용 제안서 제출은 www.hpe.com/info/spaceborne을 통해 확인 가능하다.