Що станеться, коли робототехнічний космічний зонд зламає мільйони миль від найближчого інженера космічного корабля? Якщо є помилка в програмному забезпеченні, інженери можуть іноді усунути проблему, завантаживши нові команди, але що робити, якщо апаратне забезпечення комп'ютера виходить з ладу? Якщо апаратне забезпечення контролює щось критичне, наприклад, рушії або систему зв’язку, це не дуже багато контролю місії; місія може бути втрачена. Іноді невдалі супутники можуть бути виведені з орбіти, однак міжпланетної служби буксирування для місій на Марс немає. Чи можна щось зробити для пошкоджених комп'ютерних систем далеко від дому? Відповідь може лежати в проекті під назвою «Масштабована самоконфігурувана архітектура для багаторазових космічних систем». Але не хвилюйтеся, машини не усвідомлюють себе, вони просто вчаться виправляти себе ...
Коли несправності космічних кораблів на шляху до пунктів призначення, часто не дуже багато контролерів місії. Звичайно, якщо вони знаходяться в межах досяжності (тобто супутників на орбіті Землі), є ймовірність, що їх можуть забрати екіпажі космічного шатла або зафіксувати на орбіті. Наприклад, у 1984 р. Discovery підняв два несправні супутники на місії STS-51A (на фото вище). Обидва супутники зв'язку мали несправні мотори і не могли підтримувати свої орбіти. У 1993 році космічний човник Endeavour (STS-61) здійснив орбітальну зміну дзеркала на космічному телескопі Хаббла. (Зрозуміло, завжди є можливість, щоб надто секретні супутники мертвих шпигунів також могли бути збиті.)
Хоча обидва наведені вище приклади вилучення / ремонту, швидше за все, стосувались механічних несправностей, те ж саме можна було б зробити, якщо їхні бортові комп'ютерні системи вийшли з ладу (якби це коштувало витрат на дорогу місію з ремонту пілотованого обладнання). Але що робити, якщо одна з робототехнічних місій за межами орбіти Землі зазнала розчарувальної апаратної несправності? Це також не повинно бути величезною помилкою (якщо це сталося на Землі, проблему, ймовірно, можна було б виправити швидко), але в космосі, в якому немає інженера, ця невелика помилка могла б призвести до гібелі для місії.
То яка відповідь? Побудуйте комп’ютер, який може виправити себе. Це може звучати як Термінатор 2 сюжетна лінія, але дослідники університету Арізони досліджують таку можливість. НАСА фінансує роботу, а Лабораторія реактивного руху сприймає їх серйозно.
Алі Акоглу (доцент кафедри комп’ютерної інженерії) та його команда розробляють гібридну апаратну / програмну систему, яку можуть використовувати комп’ютери для оздоровлення. Дослідники використовують полепрограмовані масиви воріт (FPGA) для створення процесів самолікування на рівні чіпа.
FPGA використовують комбінацію апаратного та програмного забезпечення. Оскільки деякі апаратні функції виконуються на рівні чіпів, програмне забезпечення виступає як «прошивка» FPGA. Прошивка - це загальний комп'ютерний термін, де конкретні програмні команди вбудовані в апаратний пристрій. Хоча мікропроцесор обробляє прошивку так само, як і будь-який звичайний програмний продукт, ця конкретна команда є специфічною для цього процесора. У цьому відношенні прошивка імітує апаратні процеси. Сюди входять дослідження Акоглу.
Дослідники перебувають на другому етапі проекту під назвою "Масштабована самоконфігурувана архітектура для багаторазових космічних систем" (SCARS) і створили п'ять бездротових мережевих підрозділів, які могли б легко представляти п'ять співпрацюючих роверів на Марсі. При виникненні несправності в апараті мережеві «приятелі» вирішують проблему на двох рівнях. По-перше, проблемний блок намагається відремонтувати глюк на рівні вузла. Переконфігуруючи мікропрограмне забезпечення, пристрій ефективно налаштовує схему, минаючи помилку. Якщо це не вдалося, підрозділи підрозділу виконують резервну операцію, перепрограмуючи себе на виконання порушених операцій блоку, а також самостійно. Розвідувальний рівень на рівні одиниць використовується в першому випадку, але якщо це не вдається, використовується інтелект рівня мережі. Всі операції виконуються автоматично, втручання людини немає
Це кілька захоплюючих досліджень з далекосяжними перевагами. Якби комп’ютери могли зцілити себе на великій відстані, мільйони доларів були б заощаджені. Також може бути продовжено довголіття космічних місій. Це дослідження також буде корисним для майбутніх пілотованих місій. Хоча більшість проблем з комп’ютером можуть бути усунені космонавтами, критичні системні збої трапляться; використання системи, такої як SCARS, може виконувати резервну копію, поки не знайдено джерело проблеми.
Джерело: Новини UA
