Astro Pi Mk II, le nouveau matériel Raspberry Pi dirigé vers la station spatiale

En 2015, l’astronaute de l’Agence spatiale européenne (ESA) Tim Peake a apporté une paire d’ordinateurs Raspberry Pi spécialement équipés, surnommés Izzy et Ed, sur la Station spatiale internationale et a invité des étudiants sur Terre à développer des logiciels pour eux dans le cadre du défi Astro Pi. À ce jour, plus de 50 000 jeunes ont fait exécuter leur code sur l’un des ordinateurs monocarte ; ce qui en fait sans doute le Raspberry Pis le plus populaire et sûrement le plus voyagé du système solaire.

Tandis que Izzy et Ed vont toujours fort, l’ESA a décidé qu’il était temps que ces vétérans de Framboises obtiennent enfin la retraite qui leur est due. Prévu pour faire le voyage vers l’ISS en décembre à bord d’un SpaceX Cargo Dragon, le nouveau matériel Astro Pi MK II ressemble assez à la version 2015 originale à première vue. Mais un coup d’œil à l’intérieur de son flight case en aluminium de qualité 6063 révèle de nombreux équipements nouveaux et améliorés, notamment un Raspberry Pi 4 modèle B avec 8 Go de RAM.

Le matériel plus costaud sera sans aucun doute apprécié par les étudiants qui cherchent à repousser les limites. Alors que la majorité des programmes Python soumis au programme Astro Pi ne faisaient guère plus que sonder la lecture actuelle des capteurs de température ou d’humidité de l’unité et faire défiler les messages pour les astronautes sur la matrice LED de l’Astro Pi, certains des projets les plus avancés visaient à effectuer recherche spatiale légitime. De l’utilisation de la caméra embarquée pour imager la Terre et faire des prévisions météorologiques à la tentative de cartographie du champ magnétique de la planète, le code soumis par des équipes d’étudiants plus âgés bénéficiera certainement des performances de calcul améliorées et de la RAM étendue du dernier Pi.

Comme pour l’Astro Pi original, l’ESA et la Fondation Raspberry Pi ont partagé de nombreux détails techniques sur ces boîtiers Linux à capacité spatiale. Après tout, les étudiants sont censés développer et tester leur code sur essentiellement le même matériel ici sur Terre avant qu’il ne soit transmis aux ordinateurs en orbite. Jetons donc un coup d’œil au nouveau matériel à l’intérieur de l’Astro Pi MK II et au type de recherche qu’il devrait permettre aux étudiants en 2022 et au-delà.

Capteurs gonflés

À ce stade, nous sommes tous bien conscients des performances proches du bureau offertes par le Raspberry Pi 4, il va donc sans dire qu’il s’agit d’une énorme mise à niveau par rapport au Raspberry Pi modèle B + de 2014 avec lequel les étudiants ont travaillé jusqu’à présent. . Tout aussi important que l’amélioration de la puissance de calcul brute, avoir accès à quinze fois la mémoire permettra des tâches plus complexes qui n’étaient tout simplement pas possibles auparavant.

Pour utiliser toute cette puissance supplémentaire, le nouvel Astro Pi MK II comprend un plus large éventail de capteurs en plus des versions améliorées de ceux qui étaient utilisés sur le matériel d’origine. Le nouveau Sense HAT V2 comprend toujours le gyroscope, l’accéléromètre et le magnétomètre ainsi que des capteurs pour mesurer l’humidité, la température et la pression à l’intérieur de l’ISS. Mais cette fois-ci, il y a aussi un capteur infrarouge passif (PIR), ainsi qu’un capteur de couleur et de luminosité.

Mais la mise à niveau du capteur la plus excitante se présente peut-être sous la forme de la caméra Raspberry Pi HQ. Le capteur Sony IMX477 de 12,3 mégapixels est une énorme amélioration par rapport au module de caméra miniature qui était disponible lors du lancement du premier Astro Pi. Il peut également accepter les objectifs à monture CS, ce qui signifie que les équipes qui envoient leur code compatible avec l’appareil photo à l’Astro Pi MK II auront la possibilité d’installer différents objectifs et filtres pendant l’exécution de leur projet. Par exemple, avec le filtre approprié, les élèves seront en mesure d’effectuer des observations d’indice de végétation par différence normalisée (NDVI) pour surveiller et étudier la distribution de la vie végétale à la surface de la Terre.

Un copilote d’IA

Lorsque les étudiants ont vraiment besoin de passer à la vitesse supérieure, ils auront également la possibilité d’utiliser l’accélérateur USB Coral qui accompagnera l’Astro Pi MK II. Ce circuit intégré spécifique à l’application (ASIC) conçu par Google connecte le port USB 3.0 du Pi et peut effectuer jusqu’à quatre billions d’opérations par seconde tout en ne consommant que deux watts de puissance.

Développé spécifiquement pour l’apprentissage automatique, cet appareil à faible consommation peut exécuter des modèles TensorFlow Lite à des vitesses incroyables. La documentation officielle indique que, lorsqu’il est associé à un processeur de bureau, l’accélérateur peut exécuter le modèle de classification et de détection d’images MobileNet v2 à près de 400 images par seconde.

Évidemment, ses capacités seront réduites lorsqu’il travaillera avec le Pi 4, mais ce sera toujours une énorme aubaine pour les équipes qui souhaitent faire de l’apprentissage automatique en orbite. Lorsqu’elles sont combinées à la nouvelle caméra haute résolution, les prouesses de vision par ordinateur de l’accélérateur devraient offrir des opportunités fascinantes pour les observations de la Terre en temps réel.

Comme l’Astro Pi lui-même, l’accélérateur USB Coral a été recouvert d’un boîtier en aluminium conçu sur mesure qui est clairement conçu pour aider à dissiper passivement la chaleur. Mais sinon, c’est identique à l’unité commerciale que vous pouvez acheter dès maintenant pour 60 $ USD. C’est le même genre de logique qui a conduit l’ESA à sélectionner le Raspberry Pi en premier lieu, car il permet aux écoles de créer des environnements de développement abordables en utilisant en grande partie des composants standard.

Astro Pi : le jeu à domicile

Alors, quand les étudiants, ou les lecteurs de Hackaday, pourront-ils construire leur propre Astro Pi MK II ? Malheureusement, ce n’est pas immédiatement clair. Évidemment, vous pouvez acheter un Raspberry Pi 4 et un accélérateur USB Coral dès maintenant, mais le mot est que les pénuries de puces ont retardé les efforts pour produire le nouveau Sense HAT en grande quantité. Les étudiants participant au programme peuvent utiliser l’émulateur Web pour tester leur code pour le moment, les équipes sélectionnées pour passer à la phase 2, qui devraient obtenir la vraie chose d’ici novembre. Compte tenu du succès du Sense HAT original, il semble inévitable que la nouvelle version finira par être commercialisée, mais cela n’arrivera probablement pas cette année.

Une version DIY de l’Astro Pi original

De même, alors que le site Web du projet indique qu’ils seront téléchargeables dans un avenir proche, les fichiers CAO du nouveau boîtier Astro Pi MK II ne sont pas encore disponibles au public. La Fondation Raspberry Pi a un guide détaillé sur la construction d’une réplique de l’Astro Pi original, avec des informations sur l’impression 3D du boîtier, donc j’espère que quelque chose de similaire sera mis en place pour le lancement en décembre de la nouvelle version.

En 2017, une entreprise a produit une réplique à 250 $ US du boîtier Astro Pi original qui était si précis qu’Eben Upton lui-même a déclaré qu’elles étaient presque impossibles à distinguer des unités prêtes au vol. Une fois les fichiers CAO sortis, nous pourrions voir un effort similaire pour dupliquer la nouvelle version, mais ne vous attendez pas à ce qu’elle soit moins chère cette fois-ci.

Même si vous êtes trop vieux ou pas du côté des prérequis de la planète pour participer au Challenge Astro Pi officiel, la plateforme développée par l’ESA et la Fondation Raspberry Pi est toujours attractive pour les citoyens scientifiques et expérimentateurs ici sur Terre. Espérons que d’ici que les entrées du Défi commencent à être téléchargées sur la Station spatiale internationale au printemps 2022, nous pourrons suivre à la maison avec notre propre modèle de matériel.