Astro PI MK II, den nye Raspberry PI-hardware på vej til rumstationen

tilbage i 2015, European Space Agency (ESA) Astronaut Tim Peakes bragte et par specielt udstyret Raspberry Pi Computers, tilkaldet Izzy og Ed, på International Space Station og inviterede eleverne tilbage på jorden for at udvikle software til dem som en del af Astro PI-udfordringen. Til dato har meget mere end 50.000 unge haft deres kodekørsel på en af ​​single-board computere; At gøre dem uden tvivl de mest populære, og bestemt de mest rejste, hindbær PIS i solsystemet.

Mens Izzy og Ed stadig går stærk, har ESA valgt det på tide, at disse veteran hindbær endelig får den pension, de er forfaldne. Sæt for at gøre rejsen til ISS i december ombord på en SpaceX Cargo Dragon, ser den nye Astro Pi Mk II Hardware sig ganske ligner den oprindelige 2015-version ved første øjekast. Men et kig inde i dens 6063-klasse Aluminium-flyvehovet afslører masser af nyt og forbedret gear, herunder en Raspberry PI 4 Model B med 8 GB RAM.

Beefier hardware vil uden tvivl blive værdsat af studerende, der ønsker at skubbe konvolutten. Mens størstedelen af ​​Python-programmer, der blev indsendt til Astro PI-programmet, gjorde lidt mere end afstemning den nuværende læsning fra enhedens temperatur- eller fugtighedsfølere og rullebeskeder til astronauterne på Astro PI’s LED-matrix, var nogle af de meget mere avancerede projekter rettet mod at udføre ægte rumforskning. Fra at bruge det indbyggede videokamera til at image jorden og gøre vejrforudsigelser til at forsøge at kortlægge planetens magnetfelt, vil kode, der er indsendt fra hold af ældre elever, helt sikkert drage fordel af den forbedrede beregningsmæssige ydeevne og udvidet RAM af den nyeste PI.

Som med den oprindelige Astro PI har ESA og Raspberry PI Foundation delt masser af tekniske detaljer om disse rumkvalificerede Linux-bokse. Når alt kommer til alt, forventes eleverne at udvikle og teste deres kode på i det væsentlige den samme hardware ned her på jorden, før den bliver strålet op til de bane computere. Så lad os tage et hurtigt kig på den nye hardware inden for Astro Pi Mk II, og hvilken slags forskning burde det gøre det muligt for studerende i 2022 og videre.

Souped-up sensorer

På dette tidspunkt er vi alle velbevidste om den nærmeste desktop ydeevne, som Raspberry Pi 4 gav, så det burde gå uden at sige, at det er en betydelig opgradering over Pokey Raspberry Pi Model B + fra 2014, som eleverne har arbejdet med indtil nu. Lige så vigtigt som forbedringen i rå beregningskraft, der har adgang til femten gange, vil hukommelsen muliggøre meget mere komplekse opgaver, der simpelthen ikke var muligt før.

For at gøre brug af al den ekstra effekt indeholder den nye Astro PI MK II et større udvalg af sensorer ud over opgraderede versioner af dem, der blev brugt på den oprindelige hardware. Den nye Sense HAT V2 omfatter stadig gyroskop, accelerometer og magnetometer såvel som sensorer til at måle fugtighed, temperatur og tryk inde i ISS. Men denne gang er der også en passiv infrarød sensor (PIR), såvel som en farve og lysstyrkeføler.

Men muligvis den mest spændende sensoropgradering kommer i form af Raspberry Pi HQ kamera. Den 12,3 megapixel Sony IMX477 sensor er en væsentlig forbedring over det Dinky Video Camera-modul, der var tilgængeligt tilbage, da den første Astro PI blev lanceret. Det kan også acceptere CS-monteringslinser, hvilket indebærer hold, der sender deres kamerabevidste kode op til Astro PI MK II, vil have mulighed for at have forskellige linser og filtre installeret, mens deres projekt kører. For eksempel vil eleverne med det egnede filter være i stand til at udføre normaliseret forskel vegetationsindeks (NDVI) observationer for at overvåge og studere fordelingen af ​​planteliv på jordens overflade.

En ai copilot.

Når eleverne virkelig har brug for at sparke ting i høj gear, har de også mulighed for at udnytte Coral USB-acceleratoren, der vil ledsage Astro Pi Mk II. Dette applikationsspecifikke integrerede kredsløb (ASIC) udviklet af Google forbinder PI’s USB 3.0-port og kan udføre op til fire billioner-operationer pr. Sekund, mens du kun bruger to watt.

Udviklet specifikt til enhedsuddannelse, kan denne lavkraft enhed køre Tensorflow Lite-modeller på fantastiske hastigheder. Den officielle dokumentation siger, at acceleratoren, når den er parret med en desktop-klasse processor, kan køre MobileNet V2-billedklassifikations- og detekteringsmodellen på næsten 400 billeder pr. Sekund.

Det er klart, at dens kapaciteter vil blive reduceret, når de arbejder sammen med PI 4, men det vil stadig være en betydelig velsignelse for hold, der ønsker at gøre enhedens læring i kredsløb. Når det kombineres med det nye højopløsnings kamera, burde Computer Vision Prowess of Accelerator burde tilbyde nogle fascinerende muligheder for ejendomsrettigheder i realtid.

Ligesom Astro PI selv har Coral USB-acceleratoren været klædt i en tilpasset udviklet aluminiumskabe, der klart udvikler siged til at hjælpe passivt dissipat varme. Men ellers er det identisk med den kommercielle enhed, som du kan købe bedst nu for $ 60 USD. Dette er den samme slags logik, der fører ESA til at vælge Raspberry PI i første omgang, da det gør det muligt for skolerne at sammensætte omkostningseffektive udviklingsmiljøer ved hjælp af det meste off-the-shelf-komponenter.

Astro Pi: Home Game

Så hvornår vil eleverne eller hackaday læsere kunne bygge deres egen Astro Pi Mk II? Desværre er det ikke rigtigt klart. Bestemt du kan hente en raspberry pi 4 og en koral USB accelerator bedst nu, men ordet er, at chipmangel har forsinket indsatsen for at producere den nye sans hat i store mængder. Studerende, der deltager i programmet, kan bruge den webbaserede emulator til at teste deres kode for øjeblikket, med de hold, der er valgt til at flytte til fase 2 slated for at få den rigtige ting i november. I betragtning af succesen med den oprindelige forstand, synes det uundgåeligt, at den nye version vil fungere sin vej til detailhandel til sidst, men det vil nok ikke ske i år.

En DIY version af den oprindelige ASTRO PI
På samme måde, mens projektets websted siger, at de vil være op til download i den nærmeste fremtid, er CAD-filerne til den nye Astro PI MK II-kabinet endnu ikke tilgængelige for offentligheden. Raspberry PI Foundation har en detaljeret vejledning om at opbygge en kopi af den oprindelige Astro PI, komplet med information om 3D-udskrivning af sagen, så forhåbentlig er noget lignende sat sammen til december lanceringen af ​​den nye version.

Tilbage i 2017 producerede et firma en $ 250 USD replika af den oprindelige Astro PI-tilfælde, der var så præcis, eben Upton sig selv sagde, at de næsten ikke kunne skelnes fra de flyvefartede enheder. Når CAD-filerne er ude, kan vi se en lignende indsats for at duplikere den nye version, men forvent ikke, at det er mindre dyrt denne gang.

Selvom du er for gammel eller ikke på forudsætningen af ​​planeten for at deltage i den officielle Astro PI-udfordring, er platformen udviklet af ESA og Raspberry PI Foundation stadig attraktiv for borgerforskere og eksperimenterer herinde på jorden. Forhåbentlig på det tidspunkt, hvor udfordringsposterne begynder at blive uploadet til den internationale rumstation i foråret 2022, vil vi kunne følge sammen derhjemme med vores egen model af hardware.