Čo sa stane, keď robotická vesmírna sonda porazí milióny kilometrov od najbližšieho inžiniera kozmickej lode? Ak dôjde k chybe softvéru, technici môžu problém niekedy napraviť odovzdaním nových príkazov, ale čo v prípade zlyhania hardvéru počítača? Ak hardvér ovláda niečo kritické, ako je pohonná jednotka alebo komunikačný systém, nie je veľa kontroly úloh; misia môže byť stratená. Satelity, ktoré zlyhali, môžu byť niekedy obnovené z obežnej dráhy, ale keďže neexistuje žiadna medziplanetárna vlečná služba pre misie na Mars. Dá sa niečo urobiť pre poškodené počítačové systémy ďaleko od domova? Odpoveď by mohla spočívať v projekte s názvom „Škálovateľná samostatne konfigurovateľná architektúra pre opakovane použiteľné vesmírne systémy“. Ale nebojte sa, stroje si neuvedomujú, len sa učia, ako sa opraviť ...
Keď vesmírna loď nefunguje na ceste do svojich cieľov, často nie je veľa riadiacich misií. Samozrejme, ak sú v našom dosahu (napr. Satelity na obežnej dráhe Zeme), existuje možnosť, že ich môžu vyzdvihnúť posádky raketoplánu alebo opraviť na obežnej dráhe. Napríklad v roku 1984 Discovery na misii STS-51A vyzdvihol dva nefunkčné satelity (na obrázku vyššie). Oba komunikačné satelity mali nefunkčné motory a nedokázali si udržať obežnú dráhu. V roku 1993 uskutočnila spoločnosť Space Shuttle Endeavour (STS-61) orbitálnu zmenu zrkadla na Hubbleovom vesmírnom teleskopu. (Samozrejme, vždy existuje možnosť, že aj prísne tajné mŕtve špionážne satelity môžu byť zostrelené.)
Aj keď obidva príklady úloh obnovy a opravy vyššie uvedené najpravdepodobnejšie zahŕňali mechanické zlyhanie, to isté sa mohlo urobiť, ak zlyhali ich palubné počítačové systémy (ak to stálo náklady na nákladnú opravu posádky s posádkou). Čo ak však jedna z robotických misií po obežnej dráhe Zeme utrpí frustrujúcu poruchu hardvéru? Nemusí to byť ani veľká chyba (ak sa to stalo na Zemi, problém by sa pravdepodobne mohol vyriešiť rýchlo), ale v priestore bez prítomnosti technika by táto malá chyba mohla znamenať záhadu misie.
Aká je odpoveď? Zostavte počítač, ktorý sa dokáže sám opraviť. Mohlo by to znieť ako Terminátor 2 dej, ale vedci z University of Arizona túto možnosť skúmajú. NASA financuje prácu a Jet Propulsion Laboratory ich berie vážne.
Ali Akoglu (odborný asistent v oblasti počítačového inžinierstva) a jeho tím vyvíjajú hybridný hardvérový / softvérový systém, ktorý môžu počítače používať na uzdravenie. Vedci používajú polné programovateľné hradlové polia (FPGA) na vytváranie samoliečebných procesov na úrovni čipov.
FPGA používajú kombináciu hardvéru a softvéru. Pretože niektoré hardvérové funkcie sa vykonávajú na úrovni čipov, softvér funguje ako „firmvér“ FPGA. Firmvér je bežný počítačový výraz, v ktorom sú konkrétne hardvérové príkazy zabudované do hardvérového zariadenia. Aj keď mikroprocesor spracúva firmvér ako akýkoľvek normálny softvér, tento konkrétny príkaz je špecifický pre tento procesor. V tomto ohľade firmvér napodobňuje hardvérové procesy. Tu prichádza výskum Akoglu.
Vedci sa nachádzajú v druhej fáze projektu Scalable Self-Configurable Architecture for Reusable Space Systems (SCARS) a vytvorili päť bezdrôtových sieťových jednotiek, ktoré by mohli ľahko predstavovať päť spolupracujúcich vozoviek na Marse. Ak dôjde k poruche hardvéru, „kamaráti“ v sieti sa zaoberajú problémom na dvoch úrovniach. Po prvé, problémová jednotka sa pokúša opraviť poruchu na úrovni uzlov. Rekonfiguráciou firmvéru jednotka efektívne rekonfiguruje obvod a obchádza chybu. Ak je to neúspešné, kamaráti jednotky vykonajú zálohovaciu operáciu a sami sa preprogramujú tak, aby vykonávali aj nefunkčné operácie jednotky. V prvom prípade sa používa inteligencia na úrovni jednotky, ale v prípade zlyhania sa používa inteligencia na úrovni siete. Všetky operácie sa vykonávajú automaticky, nedochádza k ľudským zásahom
Toto je podmanivý výskum s ďalekosiahlymi výhodami. Ak sa počítače dokážu uzdraviť na veľké vzdialenosti, ušetria sa milióny dolárov. Môže sa tiež predĺžiť životnosť vesmírnych misií. Tento výskum by bol užitočný aj pre budúce misie s posádkou. Hoci väčšinu problémov s počítačom môžu vyriešiť astronauti, dôjde k kritickým zlyhaniam systému; použitie systému, ako je SCARS, by mohlo vykonať záchranu života späť, kým sa nájde zdroj problému.
Zdroj: UA News
