Mitä tapahtuu, kun robotti avaruusluotain hajoaa miljoonien mailien päässä lähimmästä avaruusaluksen insinööristä? Jos ohjelmistovirhe on olemassa, insinöörit voivat joskus korjata ongelman lähettämällä uusia komentoja, mutta entä jos tietokonelaitteisto vikaantuu? Jos laitteisto ohjaa jotain kriittistä, kuten potkurit tai tietoliikennejärjestelmä, tehtävänhallintaa ei voida tehdä paljon; tehtävä voi kadota. Joskus epäonnistuneet satelliitit voidaan palauttaa kiertoradalta, mutta koska Marsiin tehtävissä tehtävissä ei ole planeettojen välistä hinauspalvelua. Voidaanko mitään tehdä vahingoittuneille tietokonejärjestelmille kaukana kotoa? Vastaus saattaa löytyä projektista nimeltä ”Scalable Self-Configurable Arkkitehtuuri uudelleenkäytettäville avaruusjärjestelmille”. Mutta älä huoli, koneet eivät ole itsestään tietoisia, he vain oppivat korjaamaan itsensä ...
Kun avaruusaluksen toimintahäiriö matkalla määränpäähänsä, operaatio-ohjaimet eivät usein voi tehdä paljon. Tietenkin, jos ne ovat ulottuvillamme (ts. Satelliitit maan kiertoradalla), on mahdollista, että Space Shuttle-miehistö voi ottaa ne vastaan tai kiinnittää kiertoradalle. Esimerkiksi vuonna 1984 Discovery otti kaksi häiriintynyttä satelliittia STS-51A-operaatiossa (kuvassa yllä). Molemmilla tietoliikennesatelliiteilla oli toimintahäiriöitä aiheuttavat moottorit, eivätkä ne pystyneet ylläpitämään kiertoradaltaan. Vuonna 1993 Space Shuttle Endeavor (STS-61) suoritti kiertoratapeilimuutoksen Hubble-avaruusteleskoopilla. (Tietysti on aina olemassa mahdollisuus, että myös huippusalaiset kuolleiden vakoojasatelliitit voidaan ampua alas.)
Vaikka molemmat yllä mainitut haku- / korjausoperaatio-esimerkit liittyivät todennäköisesti mekaanisiin vioihin, sama olisi voitu tehdä, jos heidän tietokoneessa olevat järjestelmät epäonnistuivat (jos se oli kalliin miehitetyn korjausmatkan kustannusten arvoinen). Mutta entä jos yhdessä maapallon kiertoradan ulkopuolella olevista robotitehtävistä kärsi turhauttavasta laitteistovirheestä? Sen ei tarvitse olla myöskään valtava virhe (jos se tapahtui maapallolla, ongelma voitaisiin todennäköisesti korjata nopeasti), mutta avaruudessa, jossa ei ole insinööriä, tämä pieni virhe saattaisi johtaa operaation tuomioon.
Joten mikä on vastaus? Rakenna tietokone, joka pystyy korjaamaan itsensä. Se saattaa kuulostaa Terminaattori 2 tarina, mutta Arizonan yliopiston tutkijat tutkivat tätä mahdollisuutta. NASA rahoittaa työtä ja Jet Propulsion Laboratory ottaa niitä vakavasti.
Ali Akoglu (tietotekniikan apulaisprofessori) ja hänen tiiminsä kehittävät hybridilaitteistoa / ohjelmistojärjestelmää, jota tietokoneet voivat käyttää itsensä parantamiseen. Tutkijat käyttävät kenttäohjelmoitavia porttiryhmiä (FPGA) luomaan itseparanemisprosesseja sirutasolla.
FPGA: t käyttävät laitteiston ja ohjelmistojen yhdistelmää. Koska jotkut laitteisto-toiminnot suoritetaan sirutasolla, ohjelmisto toimii FPGA-“firmware”. Laiteohjelmisto on yleinen tietokonetermi, jossa tietyt ohjelmistokomennot upotetaan laitteistolaitteeseen. Vaikka mikroprosessori käsittelee laiteohjelmistoa kuten mikä tahansa normaali ohjelmisto, tämä tietty komento on kyseiselle prosessorille ominainen. Tässä suhteessa laiteohjelmisto jäljittelee laitteistoprosesseja. Tässä kohtaa tulee Akoglun tutkimus.
Tutkijat ovat Scalable Self-Configurable Architecture for Reusable Space Systems -hankkeen (SCARS) toisessa vaiheessa ja ovat perustaneet viisi langattomassa verkossa olevaa yksikköä, jotka voisivat helposti edustaa viittä yhteistyössä toimivaa roveria Marsilla. Laitteiston toimintahäiriön yhteydessä verkottuneet ”kaverit” käsittelevät ongelmaa kahdella tasolla. Ensinnäkin vaikeassa yksikössä yritetään korjata häiriö solmun tasolla. Konfiguroimalla laiteohjelma uudelleen, yksikkö konfiguroi tehokkaasti piirin uudelleen ohittaen virheen. Jos se epäonnistuu, yksikön kaverit suorittavat varmuuskopiointitoimenpiteen, ohjelmoimalla itsensä suorittamaan murtuneet yksikön toiminnot samoin kuin omat. Ensimmäisessä tapauksessa käytetään yksikkötason tiedustelua, mutta jos tämä epäonnistuu, käytetään verkkotason älykkyyttä. Kaikki toimenpiteet suoritetaan automaattisesti, ihmisen toiminta ei ole mahdollista
Tämä on kiehtova tutkimus, jolla on kauaskantoisia etuja. Jos tietokoneet pystyisivät parantamaan itsensä kaukaa, säästät miljoonia dollareita. Myös avaruusoperaatioiden pitkäikäisyyttä voidaan pidentää. Tämä tutkimus olisi arvokas myös tulevissa miehitetyissä virkamatkoissa. Vaikka astronautit voivat korjata suurimman osan tietokoneongelmista, tapahtuu kriittisiä järjestelmän virheitä; SCARS-kaltaisen järjestelmän käyttö voi tehdä hengenpelastuskopioita, kun ongelman lähde on löydetty.
Lähde: UA News
