Výzkumníci z FIT pracují na nové platformě, která pomůže s analýzou vesmírných dat

Technologie vyvíjená na FIT pomáhá Evropské vesmírné agentuře (ESA) při zpracování snímků planety Země v rámci projektu BLENDED. Ten propojuje vědce napříč Evropou ve snaze vytvořit revoluční platformu pro distribuované a především bezpečné zpracování dat pomocí umělé inteligence, která zpracovává a analyzuje vesmírná data. 

Jak sdílet výsledky pozorování z vesmíru a zajistit integritu a důvěrnost těchto dat? S tím budou v následujícím roce pomáhat Evropské vesmírné agentuře výzkumníci z Ústavu informačních systémů Fakulty informačních technologií VUT v rámci mezinárodního projektu BLockchain Enabled Deep learning Data analysis (zkráceně BLENDED). Na něm se kromě FIT VUT podílí také belgická společnost SpaceApplications, ostravské národní superpočítačové centrum IT4Innovations a řečtí partneři Forth (výzkumné centrum Foundation for Research and Technology Hellas) a Geosystem Hellas (společnost zaměřující se na zpracování geodetických dat). 

Společně budou řešit jeden z dlouhodobých vědeckých záměrů Evropské vesmírné agentury - vytvoření platformy, která bude využívat strojové učení pro analýzu vesmírných dat. ESA prostřednictvím satelitů za dobu své existence totiž nakumulovala nepřeberné množství dat a fotografií různých míst Země. Ta jsou pak volně k dispozici a univerzity a společnosti je následně analyzují, zpracovávají a z výsledků vyvozují zajímavé závěry - např. míru vysychání krajiny, postup urbanizace či úrodnost zemědělských oblastí.

Zpracovat tyto terabyty dat v reálném čase je náročný úkol, dnes v něm obvykle vypomáhá především umělá inteligence. Je snadné vytvořit algoritmus, který řeší nějaký fenomén nad jednou konkrétní datovou sadou, ale adaptovat jej a úspěšně aplikovat nad tisíce různými sadami, to už je práce právě pro AI. Na tom, jak poté sdílet výsledky, např. normalizovaná data, extrahované fotometrické vrstvy či natrénované modely, a zajistit jejich integritu a důvěrnost, bude pracovat právě tým výzkumníků z Ústavu informačních systémů FIT VUT. Společně navrhli a nyní implementují platformu, pomocí které to všechno bude možné. Základem jsou dvě vzájemně se doplňující technologie - InterPlanetary File System (IPFS) a Ethereum.  

Na projektu spolupracuje výzkumná skupina NES@FIT - Vladimír Veselý, Dušan Kolář, Ondřej Lichtner, Michal Koutenský, Dominika Regéciová a Matúš Múčka. Tým s mnohaletými zkušenostmi s kryptoměnami, technologiemi blockchain či smart contract a obecně distribuovanými systémy společně vyvíjí platformu, která má podstatně širší potenciál než jen ten požadovaný ESA v rámci projektu. Platforma totiž může tvořit podvozek pro libovolný systém, který je totálně distribuovaný (ve smyslu uložení dat, realizace výpočtu i řízení systému). A tak se můžeme těšit, jak se aktuální know-how a zkušenosti týmu NES@FIT zúročí v dalších grantových příležitostech či smluvním výzkumu. 

Na projektu se bude pracovat do poloviny roku 2021, kdy by mělo být ve spolupráci s partnery hotové její prototypové nasazení, které bude umožňovat: 

• nahrát a (zabezpečeně) sdílet libovolná data v rámci potenciálně neomezeného úložiště; 

• spustit sadu (svých ale i cizích) vysoce náročných AI výpočtů nad těmito daty v datacentrech zapojených do projektu; 

• výsledky výpočtu, použité algoritmy a natrénované modely pak dále zveřejnit jako data (do IPFS), u kterých bude ověřitelný původ a autorství (skrz Ethereum blockchain) tak, aby byla zachována integrita (případně důvěrnost) v celém řetězci zpracování (angl. chain of custody).