次世代宇宙AIオンボードコンピュータの開発

プロジェクト実績

次世代宇宙AIオンボードコンピュータの開発

IMPACT PROJECT / AI ON-BOARD COMPUTER

次世代宇宙AIオンボードコンピュータの開発

金沢大学 先端宇宙理工学研究センター(ARC-SAT)主導のIMPACTプロジェクトにて、
超小型衛星の中核となるAIオンボードコンピュータ(AI-OBC)を、ARC-SAT・京都マイクロコンピュータ株式会社・シマフジ電機株式会社の共同で開発中です。

金沢大学 ARC-SAT
京都マイクロコンピュータ株式会社
シマフジ電機株式会社
01 Overview

衛星上でAIを動かし、自律的な衛星制御へ

通常は地上局で行うAI解析処理を、AI-OBCでは宇宙空間上の衛星で実行します。

通常のオンボードコンピュータとAIの組み合わせでは、衛星で収集した科学データや制御データを地上局で受け取り、地上でAIによる解析処理を行います。
AI-OBCでは、AIの学習モデルを宇宙空間上の衛星で実行し、科学データや制御データの解析等をリアルタイムに行い、自律的な衛星制御を実現します。

IMPACT: Investigation of ducting Magnetospheric Plasma wave ACTivity
IMPACT 衛星ミッション
IMPACT 衛星ミッション
02 Roles

開発役割分担

産学連携によって、それぞれの強みを活かした開発体制を構築しています。

開発役割分担

03 Schedule

開発スケジュール

JAXA採択からBBM完成、衛星開発フェーズ移行、EM・FM開発、打上げ予定まで。

2023.12

JAXAによる超小型衛星ミッション公募#2 採択

「産学官による輸送・超小型衛星ミッション拡充プログラム」採択。IMPACTプロジェクトが正式スタート。

2024

BBM(ブレッドボードモデル)完成

AI-OBCの概念実証モデル(BBM)開発・検証完了。T-Kernelドライバ・ミドルウェアの実装を完遂。

2026

EM(エンジニアリングモデル)・FM(フライトモデル)開発

EMの製造を推進中。並行して打ち上げ用フライトモデル(FM)を開発中。

2027-2028

IMPACT衛星 完成・打上げ予定

AI-OBCを搭載したIMPACT衛星の開発完了・打上げ。プラズマ波動観測ミッション開始。

04 BBM

BBM — ブレッドボードモデル

2025年、AI-OBCの最初のハードウェアモデルであるBBMが完成しました。

AI-OBC BBM ブレッドボードモデル
AI-OBC BBM ブレッドボードモデル

弊社が回路設計及びT-Kernelドライバ・ミドルウェアの実装・FPGA部の開発を担当しました。
BBMは、AI-OBCの概念実証モデルとして、衛星開発フェーズへ進むための重要な検証基盤です。

メインプロセッサ
RZ/V2L
FPGA
artix-7
OS
T-Kernel 2.0 AeroSpace / Linux デュアル
05 Software

AI-OBCのソフトウェア

RZ/V2LのCoretex-A55 core 2個を活用したデュアルOS構成です。

それぞれのCoreで別々のOSが動作します。ARC-SATがアプリケーションを担当、OS周辺は京都マイクロコンピュータ株式会社殿、弊社はT2ASのドライバ及びミドルウェアを担当する産学分業体制です。

  • T-Kernel 2.0 AeroSpace
  • Linux
  • UART / I2C / SPI
T2AS及びLinuxアプリケーションの開発は、RZ/V2Lを搭載した弊社製品の
SBEV-RZ/V2L
を利用することができます。
AI-OBC ソフトウェア構成図
AI-OBC ソフトウェア構成図
シマフジ電機製 SBEV-RZ/V2L
シマフジ電機製 SBEV-RZ/V2L
06 Testing

デバイスの放射線試験を実施

金沢大学 松田 昇也准教授と共同で、RZ/V2L・DDR・eMMCのシングルイベント耐性を調査しました。

試験にはBBMと同じデバイスを使用している、弊社製品の
SBEV-RZ/V2L
を使用しました。

  • ※ SEU:Single Event Upset
  • ※ SEL:Single Event Latch-up
場所
若狭湾エネルギー研究センター(福井県敦賀市)
使用装置
シンクロトロン・ダンデム加速器
調査対象
RZ/V2L、DDR、eMMC
照射装置
照射装置
弊社製品のボードをセット
弊社製品のボードをセット
07 About

シマフジ電機について

組込み機器開発の経験を活かし、ハードウェアとソフトウェアの両面から研究・製品開発に貢献しています。

弊社は1990年の創業以来、組込み機器の開発経験を活かし、ハードウェアとソフトウェアの両面で大学や企業の研究、製品開発に貢献しております。
宇宙分野では、宇宙機のモデルベース開発ボード「Space Cube MK4」や、衛星内ネットワーク規格SpaceWireに関する製品を展開しています。

一点物の試作品や調査機器等の開発も承っておりますので、お気軽にご相談ください。