Kas notiek, kad robotizēta kosmosa zonde sabojājas miljonu jūdžu attālumā no tuvākā kosmosa kuģa inženiera? Ja ir programmatūras kļūda, inženieri dažreiz var labot problēmu, augšupielādējot jaunas komandas, bet ko darīt, ja datora aparatūra neizdodas? Ja aparatūra kontrolē kaut ko kritisku, piemēram, virzītājus vai sakaru sistēmu, misijas kontrole nav tik liela. misija var tikt zaudēta. Dažreiz neveiksmīgus satelītus var atgūt no orbītas, bet, tā kā misijām uz Marsu nav starpplanētu vilkšanas pakalpojuma. Vai kaut ko var izdarīt bojātu datorsistēmu dēļ tālu no mājām? Atbilde varētu būt meklējama projektā ar nosaukumu “Mērogojama paškonfigurējama arhitektūra atkārtoti lietojamām kosmosa sistēmām”. Bet neuztraucieties, mašīnas nezina sevi, viņi tikai mācās, kā sevi labot ...
Ja kosmosa kuģis darbojas nepareizi ceļā uz savu galamērķi, bieži vien komandieru kontrolieri to nevar darīt daudz. Protams, ja tie atrodas mums sasniedzamā vietā (t.i., satelīti Zemes orbītā), pastāv iespēja, ka tos var uzņemt Kosmosa Shuttle apkalpes vai fiksēt orbītā. Piemēram, 1984. gadā Discovery paņēma divus nepareizi funkcionējošus satelītus misijā STS-51A (attēlā iepriekš). Abiem sakaru satelītiem bija nepareizi darbināmi motori, un viņi nevarēja uzturēt to orbītas. 1993. gadā Space Shuttle Endeavour (STS-61) veica orbītas spoguļa maiņu Habla kosmiskajā teleskopā. (Protams, vienmēr pastāv iespēja, ka var tikt notriekti arī slepeni mirušo spiegu satelīti.)
Lai arī abi iepriekš minētie izguves / remonta misijas piemēri, visticamāk, bija saistīti ar mehāniskiem traucējumiem, to pašu varēja darīt, ja viņu borta datorsistēmas neizdevās (ja bija vērts maksāt par dārgu, apkalpotu remonta misiju). Bet kā būtu, ja kādā no robotizētajām misijām ārpus Zemes orbītas tiktu nodarīts nepatīkams aparatūras darbības traucējums? Arī tai nav jābūt milzīgai kļūdai (ja tā notika uz Zemes, problēmu, iespējams, varēja ātri novērst), taču kosmosā, kurā nav inženiera, šī mazā kļūda varētu dot misijai likteni.
Kāda ir atbilde? Izveidojiet datoru, kas var sevi novērst. Tas varētu izklausīties 2. terminators sižeta, bet Arizonas universitātes pētnieki pēta šo iespēju. NASA finansē darbu, un reaktīvo dzinēju laboratorija tos uztver nopietni.
Ali Akoglu (datortehnikas docents) un viņa komanda izstrādā hibrīdu aparatūras / programmatūras sistēmu, kuru datori var izmantot, lai sevi sadziedētu. Pētnieki izmanto lauka programmējamus vārtu masīvus (FPGA), lai mikroshēmas līmenī izveidotu pašdziedināšanas procesus.
FPGA izmanto aparatūras un programmatūras kombināciju. Tā kā dažas aparatūras funkcijas tiek veiktas mikroshēmu līmenī, programmatūra darbojas kā FPGA “programmaparatūra”. Programmaparatūra ir parasts datora termins, kurā aparatūras ierīcē ir iestrādātas īpašas programmatūras komandas. Kaut arī mikroprocesors apstrādā programmaparatūru tāpat kā jebkuru parastu programmatūru, šī konkrētā komanda ir raksturīga šim procesoram. Šajā ziņā programmaparatūra imitē aparatūras procesus. Šeit nonāk Akoglu pētījumi.
Pētnieki ir otrā posma projektā ar nosaukumu Mērogojama paškonfigurējama arhitektūra atkārtoti lietojamām kosmosa sistēmām (SCARS) un ir izveidojuši piecas bezvadu tīklā savienotas vienības, kas varētu viegli attēlot piecus Marsā esošos sadarbības partnerus. Ja rodas aparatūras darbības traucējumi, tīkla “draugi” problēmu risina divos līmeņos. Pirmkārt, satrauktā vienība mēģina novērst trūkumus mezgla līmenī. Pārkonfigurējot programmaparatūru, vienība efektīvi pārkonfigurē ķēdi, apejot kļūdu. Ja tas neizdodas, vienības draugi veic rezerves operāciju, pārprogrammējot sevi, lai veiktu sadalītās vienības operācijas, kā arī savas. Pirmajā gadījumā tiek izmantota vienības līmeņa izlūkošana, bet, ja tā neizdodas, tiek izmantota tīkla līmeņa izlūkošana. Visas operācijas tiek veiktas automātiski, nav cilvēku iejaukšanās
Šis ir kāds aizraujošs pētījums ar tālejošiem ieguvumiem. Ja datori spētu sevi izdziedināt no liela attāluma, tiktu ietaupīti miljoni dolāru. Var arī pagarināt kosmosa misiju ilgmūžību. Šis pētījums būtu vērtīgs arī turpmākajās vadītajās misijās. Lai arī lielāko daļu datoru problēmu var novērst astronauti, notiks kritiskas sistēmas kļūmes; tādas sistēmas kā SCARS izmantošana var radīt dzīvības glābšanas dublējumus, kamēr tiek atrasts problēmas avots.
Avots: UA News
