מה קורה כאשר בדיקת חלל רובוטית מתפרקת מיליוני מיילים מהנדס החלליות הקרוב? אם יש באג תוכנה, מהנדסים יכולים לפעמים לתקן את הבעיה על ידי העלאת פקודות חדשות, אך מה אם חומרת המחשב נכשלת? אם החומרה שולטת במשהו קריטי כמו הדחפנים או מערכת התקשורת, אין הרבה שליטה במשימה יכולה לעשות; המשימה עלולה ללכת לאיבוד. לפעמים ניתן לשחזר לוויינים שנכשלו ממסלולם, אך מכיוון שאין שירות גרירה בין-פלנטרי למשימות למאדים. האם ניתן לעשות משהו למערכות מחשב פגומות הרחק מהבית? התשובה עשויה להיות בפרויקט שנקרא "אדריכלות הניתנת להגדרה עצמית מדרגית למערכות חלל לשימוש חוזר". אבל אל דאגה, מכונות לא מתוודעות לעצמן, הן רק לומדות כיצד לתקן את עצמן ...
כאשר תקלה בחלליות בדרך ליעדיהם, לעתים קרובות אין הרבה מבקרי משימה שיכולים לעשות. כמובן שאם הם נמצאים בהישג ידנו (כלומר לוויינים במסלול כדור הארץ), קיימת האפשרות שיוכלו לאסוף אותם על ידי צוותי מעבורת החלל או לתקן אותם במסלול. בשנת 1984 למשל, שני לוויינים לא תקינים נאספו על ידי דיסקברי במשימת STS-51A (בתמונה למעלה). לשני לווייני התקשורת היו מנועים תקינים ולא הצליחו לשמור על מסלוליהם. בשנת 1993 ביצע החלפת מעבורת החלל (STS-61) שינוי מראה מסלולית בטלסקופ החלל האבל. (כמובן, תמיד קיימת האפשרות שגם לוויני ריגול מתים חשאיים מתים יכולים להפיל.)
למרות ששתי הדוגמאות לשליפה / תיקון שלמעלה למעלה ככל הנראה היו כרוכות בכשל מכני, הדבר יכול היה להיעשות אם מערכות המחשבים המשולבות שלהם נכשלו (אם זה היה שווה את העלות של משימת תיקונים מאוישת יקרה). אבל מה אם אחת המשימות הרובוטיות מעבר למסלול כדור הארץ תיפול תקלה חומרה מתסכלת? גם זו לא צריכה להיות שגיאה אדירה (אם זה קרה על פני כדור הארץ, ככל הנראה הבעיה יכולה להיות מתוקנת במהירות), אך בחלל ללא שום מהנדס, השגיאה הקטנה הזו עלולה לאיית אבדון למשימה.
אז מה התשובה? בנה מחשב שיכול לתקן את עצמו. זה אולי נשמע כמו שליחות קטלנית 2 עלילה, אך חוקרים מאוניברסיטת אריזונה בוחנים אפשרות זו. נאס"א מממנת את העבודה ומעבדת הנעה של סילון מתייחסת אליהם ברצינות.
עלי אקוגלו (עוזר פרופסור להנדסת מחשבים) וצוותו מפתחים מערכת חומרה / תוכנה היברידית שעשויה לשמש את המחשבים לריפוי עצמם. החוקרים משתמשים במערכי שער הניתנים לתכנות בשדה (FPGA) כדי ליצור תהליכים של ריפוי עצמי ברמת השבב.
FPGAs משתמשים בשילוב של חומרה ותוכנה. מכיוון שחלק מפונקציות החומרה מתבצעות ברמת השבב, התוכנה פועלת כ"קושחת "FPGA. קושחה היא מונח מחשב נפוץ בו פקודות תוכנה ספציפיות מוטמעות בהתקן חומרה. למרות שהמעבד המעבד מעבד קושחה כמו בכל תוכנה רגילה, הפקודה הספציפית הזו ספציפית למעבד זה. מהבחינה הזו הקושחה מחקה תהליכי חומרה. כאן נכנס המחקר של אקוגלו.
החוקרים נמצאים בשלב השני של הפרויקט שנקרא Scalable Self-Configurable Architecture for Reusable Systems Systems (SCARS) והקימו חמש יחידות רשת אלחוטיות שיכולות לייצג בקלות חמישה רוברים משתפים פעולה על מאדים. כאשר מתרחשת תקלה בחומרה, "החברים" הרשתיים מתמודדים עם הבעיה בשני מישורים. ראשית, היחידה הבעייתית מנסה לתקן את התקלה ברמת הצומת. על ידי קביעת תצורה מחדש של הקושחה, היחידה קובעת מחדש את תצורת המעגל ועוקפת את השגיאה. אם זה לא הצליח, חברי היחידה מבצעים פעולת גיבוי, מתכנתים את עצמם מחדש כדי לבצע את פעולות היחידה השבורה וגם את שלהם. במקרה הראשון משתמשים במודיעין ברמת היחידה, אך אם זה ייכשל, משתמשים במודיעין ברמת הרשת. כל הניתוחים מבוצעים באופן אוטומטי, אין התערבות אנושית
זהו מחקר שובה לב עם יתרונות מרחיקי לכת. אם מחשבים היו יכולים לרפא את עצמם במרחק רב, מיליוני דולרים היו חוסכים. כמו כן, אורך החיים של משימות החלל עשוי להיות מורחב. מחקר זה יהיה בעל ערך גם למשימות מאוישות עתידיות. למרות שרוב בעיות המחשבים ניתנות לתיקון על ידי אסטרונאוטים, תקלות במערכת קריטית יתרחשו; שימוש במערכת כמו SCARS יכול לבצע גיבוי מציל חיים תוך כדי איתור מקור הבעיה.
מקור: חדשות UA
