Mija pół roku od momentu, gdy jednostka LeopardISS – zaprojektowana i wykonana przez inżynierów KP Labs z Gliwic – została wyniesiona na orbitę i zainstalowana na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS). Choć misja polskiego astronauty Sławosza Uznańskiego-Wiśniewskiego dobiegła końca, komputer wciąż pracuje w module Columbus, aktywnie przetwarzając algorytmy w ramach misji IGNIS – pierwszej polskiej misji naukowo-technologicznej prowadzonej na stacji orbitalnej. Misji, która umożliwiła polskim zespołom zdobywanie doświadczenia orbitalnego i weryfikację własnych technologii w rzeczywistych warunkach lotu kosmicznego. Aktualnie KP Labs i Politechnika Poznańska mogą pokazać pierwsze wyniki swojego eksperymentu.

Astronauta Sławosz Uznański-Wiśniewski z wizyt w KP Labs. Źródło: Space Agency

Zaawansowana jednostka przetwarzania danych do eksperymentów z AI

LeopardISS pełni rolę zaawansowanej jednostki przetwarzania danych (Data Processing Unit – DPU) dostosowanej do prowadzenia eksperymentów związanych ze sztuczną inteligencją. Została wyniesiona na orbitę 22 kwietnia 2025 roku w ramach misji zaopatrzeniowej SpaceX i zainstalowana na platformie ICE Cubes w module Columbus. Platforma, zarządzana przez Space Applications Services, zapewnia zasilanie, komunikację i pełną obsługę transmisji danych, co umożliwia prowadzenie stałego nadzoru z Ziemi bez konieczności angażowania załogi ISS. Sam proces aktywacji systemu odbył się z udziałem polskiego astronauty, który potwierdził jego poprawne funkcjonowanie.

Czy polskie rozwiązania z zakresu autonomii robotycznej mogą działać w kosmosie?

Pierwszą fazą projektu było opracowanie oprogramowania przez zespół z Politechniki Poznańskiej, we współpracy ze spółką Politechnika Innowacje oraz ESA Phi-Lab Poland. W projekt zaangażowani byli pracownicy naukowi, doktoranci i studenci, których algorytmy zostały wdrożone na funkcjonującej platformie orbitalnej. Celem było sprawdzenie, czy opracowane w Polsce rozwiązania z zakresu autonomii robotycznej mogą działać na sprzęcie przeznaczonym do pracy w warunkach kosmicznych – przy ograniczonej mocy obliczeniowej, podwyższonym promieniowaniu i bez możliwości resetu systemu w przypadku błędu. W ramach pierwszej fazy eksperymentów aplikacje przygotowane przez Politechnikę Poznanską, były odpalane na Leopardzie, który przetwarzał i analizował na orbicie dane przechowywane w pamięci.

Fot. KP Labs

Autonomiczna nawigacja i rozumienie otoczenia

Autonomiczna nawigacja, którą badali naukowcy Politechniki Poznańskiej, a także “rozumienie” otoczenia to jeden z najtrudniejszych problemów robotyki kosmicznej. Podczas misji na Księżycu czy Marsie roboty nie mogą opierać się na sygnałach GPS – ponieważ ich tam po prostu nie ma. Oznacza to, że pojazdy muszą samodzielnie określać swoje położenie i jednocześnie budować mapę otoczenia, co wymaga zastosowania technologii SLAM (Simultaneous Localization and Mapping). To właśnie ona stanowiła przedmiot polskiego eksperymentu. Algorytmy SLAM rozpoznają charakterystyczne punkty w obrazach z kamer i na tej podstawie rekonstruują geometrię przestrzeni. W efekcie komputer zyskuje zdolność orientacji w nieznanym terenie – coś, co dla człowieka jest intuicyjne, a dla robota wymaga wielu precyzyjnych obliczeń wykonywanych w czasie rzeczywistym.

Aby zweryfikować działanie oprogramowania w warunkach orbitalnych, zespół przygotował zestawy danych odwzorowujących przejazdy łazika po powierzchni Księżyca. Do każdej sekwencji dołączono mapy referencyjne i trajektorię ruchu, by umożliwić dokładne porównanie wyników generowanych przez algorytmy z danymi kontrolnymi. Testy wykazały wysoką dokładność rekonstrukcji 3D i poprawną estymację położenia. Krytyczne procesy – jednoczesne tworzenie mapy i określanie ruchu – przebiegły zgodnie z założeniami projektowymi, co potwierdza poprawne działanie oprogramowania w środowisku orbitalnym.

Eksplorowanie środowiska bez nadzoru z Ziemi i precyzyjne inspekcje satelitów

Dla zespołu z Politechniki Poznańskiej i KP Labs to ważne osiągnięcie. Oznacza ono, że opracowane rozwiązanie może stanowić podstawę dla przyszłych systemów autonomicznej nawigacji robotów kosmicznych. W misjach planetarnych algorytmy te pozwolą łazikom samodzielnie eksplorować obce środowiska bez stałego nadzoru z Ziemi, unikać przeszkód i podejmować decyzje w czasie rzeczywistym. W operacjach orbitalnych z kolei umożliwią precyzyjne inspekcje satelitów, manewry zbliżenia czy przechwytywania obiektów, co jest kluczowe w rozwijającym się sektorze serwisowania satelitów i ochrony infrastruktury kosmicznej.

Fot. KP Labs

Flight heritage dla polskiej technologii

Wyniki uzyskane w ramach eksperymentu LeopardISS to również realny krok w kierunku zdobywania przez polskie technologie tzw. flight heritage i potwierdzenia niezawodnego działania w kosmosie. To element, który w sektorze kosmicznym ma ogromne znaczenie. Nawet rozwiązania zaawansowane technologicznie, ale pozbawione doświadczenia orbitalnego, często nie mają szans na wdrożenie do prawdziwych misji. Dzięki eskperymentowi LeopardISS sprzęt KP Labs i algorytmy opracowane na Politechnice Poznańskiej mogą być traktowane jako rozwiązania sprawdzone i gotowe do zastosowań operacyjnych, co zwiększa ich wiarygodność w przyszłych projektach Europejskiej Agencji Kosmicznej, NASA czy podmiotów komercyjnych.

Jeden z trzynastu eksperymentów

Projekt LeopardISS jest jednym z trzynastu eksperymentów realizowanych w ramach misji IGNIS, organizowanej przez Ministerstwo Rozwoju i Technologii, Polską Agencję Kosmiczną oraz Europejską Agencję Kosmiczną. Jej celem jest wspieranie rozwoju polskich technologii kosmicznych poprzez umożliwienie im przetestowania swoich rozwiązań na ISS. To szansa na rozwój kompetencji, których przez lata w Polsce brakowało. Dzięki temu zarówno w przemyśle, jak i na uczelniach przybywa specjalistów, którzy nie tylko projektują i tworzą technologie kosmiczne, lecz także potrafią je przygotować do pracy w warunkach misji orbitalnych.

Pół roku po rozpoczęciu eksperymentu LeopardISS wciąż działa na orbicie bez konieczności inspekcji ze strony załogi. Platforma jest gotowa na kolejne kampanie testowe – również te opracowane przez zespoły zewnętrzne, które będą mogły weryfikować swoje algorytmy i oprogramowanie w kosmosie. ESA Phi-Lab Poland planuje dalszy rozwój oprogramowania stworzonego w Poznaniu, zarówno w oparciu o dane z orbity, jak i poprzez testy w środowiskach analogowych, takich jak lunar yard w Kąkolewie.

Innowacje we współpracy z biznesem

W tym samym czasie trwająca współpraca Politechniki Poznańskiej i KP Labs udowadnia, że w Polsce możliwe jest nie tylko tworzenie innowacyjnych rozwiązań we współpracy pomiędzy nauką a biznesem, lecz także ich wdrażanie na orbicie. LeopardISS to projekt, który nie kończy się na etapie dokumentacji, lecz realnie działa w kosmosie, wspierając rozwój autonomii przyszłych misji eksploracyjnych.

Astronauta Sławosz Uznański-Wiśniewski i Michał Zachara, COO w KP Labs. Fot. Michał Zachara

To, co czyni projekt LeopardISS szczególnie wartościowym, to nie tylko sama walidacja algorytmów, ale zdobyte doświadczenie w pracy nad systemami AI w warunkach orbitalnych. Zespół musiał zmierzyć się z ograniczeniami pozbawionymi odpowiedników w środowisku laboratoryjnym. Każda aktualizacja oprogramowania, każdy pakiet danych przesyłany do urządzenia musi uwzględniać ryzyko potencjalnych zakłóceń. To wymaga starannego projektowania każdego elementu oprogramowania: od struktury danych po mechanizmy monitorowania poprawności działania. Jednostka stanowi również unikalną platformę edukacyjną. Studenci uczestniczący w projekcie mieli okazję pracować nad systemami, które nie trafiają do szuflady, ale faktycznie działają w przestrzeni kosmicznej. Dla wielu z nich była to pierwsza możliwość opracowania kodu działającego na realnej misji.

Rozwiązanie skalowalne

Co ważne, opracowane rozwiązania stworzono z myślą o skalowalności. Oprogramowanie może zostać dostosowane nie tylko do platformy LeopardISS, ale również do systemów przyszłych misji eksploracyjnych, w których autonomiczna nawigacja stanie się standardem. Możliwe jest także rozszerzenie algorytmów o dodatkowe moduły: np. wykrywanie i klasyfikację obiektów lub analizę zmian w otoczeniu. Tego typu technologie będą kluczowe przy budowie infrastruktury robotycznej na Księżycu w ramach programów Artemis (NASA) czy Argonaut (ESA), gdzie roboty będą pracowały w trybie ciągłym, często bez udziału człowieka.

Doświadczenie zdobyte przy misji Intuition-1

Znaczenie projektu wzmacnia fakt, że bazuje on na doświadczeniach zdobytych przy misji Intuition-1 – pierwszym satelicie KP Labs wyposażonym w jednostkę Leopard. LeopardISS przenosi te kompetencje na kolejny poziom, umożliwiając testy algorytmów bez budowania nowego satelity i bez czekania na kolejne okno startowe. Dzięki temu cykl rozwoju i weryfikacji nowych technologii ulega znacznemu skróceniu, co bezpośrednio przekłada się na konkurencyjność polskich firm i instytucji w międzynarodowym łańcuchu wartości sektora kosmicznego.

Projekt ma też wymiar strategiczny. Rosnące zagęszczenie infrastruktury orbitalnej i planowane misje eksploracyjne sprawiają, że systemy autonomiczne stają się nie tyle innowacją, co warunkiem powodzenia misji. LeopardISS dostarcza niezbędnych danych, by takie systemy rozwijać świadomie i odpowiedzialnie.

Zespół KP Labs wraz z rodzinami. Fot. Michał Zachara

Sławosz Uznański-Wiśniewski z wizytą w KP Labs

– To była piękna chwila. Gościem specjalnym w naszym biurze biurze był człowiek, który poświęcił swoje życie dzieleniu się wiedzą o tym, jak ważny jest rozwój nauki. Sławosz Uznański-Wiśniewski, wraz z POLSA Polska Agencja Kosmiczna i naszymi przyjaciółmi z Politechniki Poznańskiej, spędził z nami kilka godzin i podzielił się spostrzeżeniami ze swojej misji IGNIS. Sławosz był na ISS odpowiedzialny za 13 eksperymentów, a jednym z nich było prowadzenie Leoparda DPU. To było naprawdę niesamowite, ponieważ mieliśmy okazję porozmawiać o dwóch różnych aspektach: perspektywie zespołu KP Labs na to, jak wyglądał proces rozwoju projektu oraz spojrzeniu Sławosza na to, jak eksperyment został wystrzelony i był monitorowany na ISS. W przeszłości wiele osób odwiedzało nasze siedziby, ale to, co naprawdę wyróżniało tego człowieka, to szczere zainteresowanie naszą pracą i jego pełne zaangażowanie w spotkanie. Bez sztucznych uśmiechów, bez pośpiechu, po prostu całkowite oddanie naszemu zespołowi i jego rodzinom – napisał na portalu LinkedIn Michał Zachara, dyrektor operacyjny KP Labs.

Źródło: Space Agency, LinkedIn