Mi történik, ha egy robot űrszonda millió mérföld távolságban szakad meg a legközelebbi űrhajó-mérnöktől? Ha van szoftverhiba, a mérnökök néha kijavíthatják a problémát új parancsok feltöltésével, de mi van, ha a számítógépes hardver meghibásodik? Ha a hardver valami kritikus irányítást irányít, mint például a tolóajtók vagy a kommunikációs rendszer, akkor a küldetés-vezérlésnek nem sok a teendője; elveszhet a küldetés. Időnként a meghibásodott műholdakat vissza lehet állítani a pályáról, de mivel a Marsba történő missziókhoz nincs bolygóközi vontatási szolgáltatás. Meg lehet-e csinálni valamit otthonról távol lévő sérült számítógépes rendszerekkel? A válasz egy „Scalable Self-Configurable Architecture for Reuseable Space Systems” nevű projektben rejlik. De ne aggódjon, a gépek nem válnak öntudatossá, hanem csak megtanulják, hogyan kell megjavítani magukat ...
Amikor az űrhajók meghibásodnak a rendeltetési helyük felé vezető úton, gyakran nem sok a küldetésvezérlő. Természetesen, ha azok elérhetõségünkön vannak (azaz müholdak a Föld körüli pályán), akkor fennáll annak a lehetõsége, hogy az Űrhajózási személyzet felveheti őket vagy körüli pályára rögzítheti. Például 1984-ben a Discovery az STS-51A misszió során két hibás műholdat vett fel (a fenti képen). Mindkét kommunikációs műhold hibásan működő motorokkal rendelkezett, és nem tudták fenntartani a pályájukat. 1993-ban az Űrhajó Endeavour (STS-61) orbitális tükörváltást hajtott végre a Hubble Űrtávcsőn. (Természetesen mindig van lehetőség arra, hogy a legjobban titkos halott kém-műholdakat le is lőjék.)
Bár a fentiekben felsorolt mindkét visszakeresési / javítási feladat példa valószínűleg mechanikus meghibásodást jelentett, ugyanezt tehették volna meg, ha fedélzeti számítógépes rendszereik meghibásodtak (ha megérte egy drága, személyzet által végzett javítás költségeit). De mi lenne, ha az egyik robotfeladat a Föld körüli pályán túl frusztráló hardverhibát szenvedne? Ennek nem kell hatalmas hibának lennie (ha a Földön történt, akkor a problémát valószínűleg gyorsan meg lehet oldani), ám az űrben, ahol nincs mérnök, ez a kis hiba a végzetét eredményezheti a misszió számára.
Szóval mi a válasz? Építsen egy számítógépet, amely képes megjavítani. Úgy hangzik, mint a 2. terminátor történet, de az arizonai egyetem kutatói ezt a lehetőséget vizsgálják. A NASA finanszírozza a munkát, és a Jet Propulsion Laboratory komolyan veszi őket.
Ali Akoglu (a számítógépes mérnöki docens) és csapata hibrid hardver / szoftver rendszert fejlesztenek ki, amelyet a számítógépek önmaguk gyógyítására használhatnak. A kutatók a Field Programmable Gate Arrays (FPGA) programokat használják az öngyógyító folyamatok létrehozására chip-szinten.
Az FPGA hardver és szoftver kombinációját használja. Mivel egyes hardverfunkciókat chipszinten hajtanak végre, a szoftver FPGA „firmware” -ként működik. A firmware egy általános számítógépes kifejezés, ahol egy adott szoftverparancs be van ágyazva egy hardver eszközbe. Bár a mikroprocesszor a firmware-t úgy dolgozza fel, mint bármelyik szokásos szoftver, ez a parancs a processzorra jellemző. Ebben a tekintetben a firmware utánozza a hardver folyamatait. Itt érkezik az Akoglu kutatása.
A kutatók a Scalable Self-Configurable Architecture for Reusable Space Systems (SCARS) elnevezésű projekt második szakaszában vannak, és öt vezeték nélküli hálózatba kapcsolt egységet állítottak fel, amelyek könnyen reprezentálhatnak öt együttműködő rovert a Marson. Hardverhibák esetén a hálózatba csatlakozó „haverok” két szinten kezeli a problémát. Először, a bajba jutott egység megkísérel javítani a hibát csomópont szintjén. A firmware újrakonfigurálásával az egység hatékonyan átalakítja az áramkört, megkerülve a hibát. Ha nem sikerül, akkor az egység haverjai biztonsági mentési műveletet hajtanak végre, és átprogramozzák magukat, hogy elvégezzék a törött egységműveleteket és a sajátjukat is. Az első esetben egység szintű intelligenciát használnak, de ha ez nem sikerül, akkor hálózati szintű intelligenciát használnak. Az összes műveletet automatikusan hajtják végre, nincs emberi beavatkozás
Ez néhány lenyűgöző kutatás, amely messzemenő előnyökkel jár. Ha a számítógépek távolságra gyógyulnának, millió dollárt takaríthatnának meg. Ugyanakkor meghosszabbítható az űri missziók élettartama. Ez a kutatás értékes lenne a jövőbeni személyzettel folytatott missziók számára is. Bár a számítógépes problémák nagy részét az űrhajósok javíthatják, kritikus rendszerhibák lépnek fel; egy olyan rendszer, mint például a SCARS használata életmentő biztonsági mentést eredményezhet, amíg a probléma forrása megtalálható.
Forrás: UA News
