Co se stane, když robotická kosmická sonda porazí miliony mil daleko od nejbližšího kosmického inženýra? Pokud se vyskytne chyba softwaru, mohou inženýři problém někdy napravit nahráním nových příkazů, ale co když selže hardware počítače? Pokud hardware ovládá něco kritického, jako je pohonná jednotka nebo komunikační systém, není možné provádět mnoho úkolů; mise může být ztracena. Selhání satelitů může být někdy obnoveno z oběžné dráhy, ale protože neexistuje žádná meziplanetární vlečná služba pro mise na Mars. Dá se něco udělat pro poškozené počítačové systémy daleko od domova? Odpověď by mohla spočívat v projektu nazvaném „Škálovatelná samostatně konfigurovatelná architektura pro opakovaně použitelné kosmické systémy“. Ale nebojte se, stroje si neuvědomují, jen se učí, jak se opravit ...
Když kosmická loď nefunguje na cestě do svých cílů, často není mnoho kontrolérů misí schopno. Samozřejmě, pokud jsou v našem dosahu (tj. Satelity na oběžné dráze Země), existuje možnost, že je mohou vyzvednout posádky raketoplánu nebo opravit na oběžné dráze. Například v roce 1984 byl Discovery na misi STS-51A vyzvednut dva nefunkční satelity (nahoře nahoře). Oba komunikační satelity měly nefunkční motory a nedokázaly si udržet své oběžné dráhy. V roce 1993 provedla společnost Space Shuttle Endeavour (STS-61) orbitální zrcadlovou změnu na Hubbleově kosmickém dalekohledu. (Samozřejmě existuje vždy možnost, že lze také sestřelit přísně tajné mrtvé špionážní satelity.)
Ačkoli oba výše uvedené příklady zjišťovací / opravné mise s největší pravděpodobností zahrnovaly mechanické selhání, totéž by se mohlo udělat, kdyby selhaly jejich palubní počítačové systémy (pokud by to stálo za cenu drahé mise na opravu s posádkou). Ale co když jedna z robotických misí za orbitou Země utrpěla frustrující selhání hardwaru? Nemusí to být ani velká chyba (pokud by se to stalo na Zemi, problém by byl pravděpodobně vyřešen rychle), ale v prostoru, kde není přítomen žádný inženýr, by tato malá chyba mohla znamenat zkázu pro misi.
Jaká je odpověď? Postavte počítač, který se dokáže sám opravit. Může to znít jako Terminátor 2 děj, ale vědci z University of Arizona tuto možnost zkoumají. NASA financuje práci a Jet Propulsion Laboratory je bere vážně.
Ali Akoglu (docent počítačového inženýrství) a jeho tým vyvíjejí hybridní hardwarový / softwarový systém, který mohou počítače používat k uzdravení. Vědci využívají Field Programmable Gate Arrays (FPGA) k vytvoření samoléčebných procesů na úrovni čipů.
FPGA používají kombinaci hardwaru a softwaru. Protože některé hardwarové funkce jsou prováděny na úrovni čipů, software funguje jako „firmware“ FPGA. Firmware je běžný počítačový termín, ve kterém jsou specifické softwarové příkazy zabudovány do hardwarového zařízení. Přestože mikroprocesor zpracovává firmware jako jakýkoli normální software, tento konkrétní příkaz je specifický pro tento procesor. V tomto ohledu firmware napodobuje hardwarové procesy. Tady přichází výzkum Akoglu.
Vědci jsou ve druhé fázi projektu Scalable Self-Configurable Architecture for Reusable Space Systems (SCARS) a vytvořili pět bezdrátových síťových jednotek, které by mohly snadno představovat pět spolupracujících roverů na Marsu. Dojde-li k hardwarové poruše, „kamarádi“ v síti se problémem zabývají na dvou úrovních. Nejprve se problémová jednotka pokusí opravit závadu na úrovni uzlů. Rekonfigurací firmwaru jednotka účinně překonfiguruje obvod a obchází chybu. Pokud je to neúspěšné, provede kamarádi jednotky záložní operaci a sami se přeprogramují tak, aby prováděli i nefunkční operace jednotky. Inteligence na úrovni jednotky se používá v prvním případě, ale pokud se tato chyba nezdaří, použije se inteligence na úrovni sítě. Všechny operace jsou prováděny automaticky, nedochází k zásahu člověka
Toto je nějaký podmanivý výzkum s dalekosáhlými výhodami. Pokud by se počítače mohly uzdravit na velké vzdálenosti, ušetřily by se miliony dolarů. Rovněž může být prodloužena životnost vesmírných misí. Tento výzkum by byl také užitečný pro budoucí mise s posádkou. Přestože většinu problémů s počítačem mohou opravit astronauti, dojde k selhání kritických systémů; použití systému, jako je SCARS, by mohlo vést k záchraně života, zatímco zdroj problému bude nalezen.
Zdroj: UA News
