Hva skjer når en robotromsonde bryter ned milevis av kilometer unna nærmeste romfartsingeniør? Hvis det er en programvarefeil, kan ingeniører noen ganger rette opp problemet ved å laste opp nye kommandoer, men hva om datamaskinens maskinvare mislykkes? Hvis maskinvaren kontrollerer noe kritisk som thrusterne eller kommunikasjonssystemet, er det ikke mye misjonskontroll kan gjøre; oppdraget kan gå tapt. Noen ganger kan mislykkede satellitter utvinnes fra bane, men da det ikke er noen interplanetær tauingstjeneste for oppdrag til Mars. Kan noe gjøres for ødelagte datasystemer langt hjemmefra? Svaret kan ligge i et prosjekt som heter "Skalerbar selvkonfigurerbar arkitektur for gjenbrukbare romsystemer". Men ikke bekymre deg, maskiner blir ikke selvbevisste, de lærer bare å fikse seg selv ...
Når romfart funksjonsfeil er på vei til destinasjonene, er det ofte ikke mye misjon kontrollører kan gjøre. Selvfølgelig, hvis de er innen rekkevidde (dvs. satellitter i jordens bane), er det selvfølgelig muligheten for at de kan bli hentet av romferge-mannskaper eller fikset i bane. I 1984 ble for eksempel to satellitter som ikke fungerer som de ble plukket opp av Discovery på STS-51A-oppdraget (avbildet over). Begge kommunikasjonssatellittene hadde funksjonsfeil motorer og kunne ikke opprettholde banene sine. I 1993 gjennomførte Space Shuttle Endeavour (STS-61) en banespeilendring på Hubble-romteleskopet. (Selvfølgelig er det alltid alternativet at topphemmelige døde spionssatellitter også kan skytes ned.)
Selv om begge eksemplene for henting / reparasjon av oppdrag ovenfor mest sannsynlig involverte mekanisk svikt, kunne det samme blitt gjort hvis deres omborddatasystemer mislyktes (hvis det var verdt kostnaden for et dyrt bemannet reparasjonsoppdrag). Men hva hvis en av robotoppdragene utenfor Jordens bane fikk en frustrerende maskinvarefeil? Det trenger ikke være noen enorm feil heller (hvis det skjedde på jorden, kan problemet sannsynligvis løses raskt), men i verdensrommet uten ingeniør til stede, kan denne lille feilen stave undergang for oppdraget.
Så hva er svaret? Bygg en datamaskin som kan fikse seg selv. Det kan høres ut som Terminator 2 historien, men forskere ved University of Arizona undersøker denne muligheten. NASA finansierer arbeidet og Jet Propulsion Laboratory tar dem på alvor.
Ali Akoglu (adjunkt i datateknikk) og teamet hans utvikler et hybrid maskinvare / programvaresystem som kan brukes av datamaskiner for å helbrede seg selv. Forskerne bruker Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) for å lage selvhelbredende prosesser på chip-nivå.
FPGA-er bruker en kombinasjon av maskinvare og programvare. Fordi noen maskinvarefunksjoner utføres på chip-nivå, fungerer programvaren som FPGA “firmware”. Firmware er et vanlig datamaskinbegrep der bestemte programvarekommandoer er innebygd i en maskinvareenhet. Selv om mikroprosessoren behandler firmware som den ville gjøre som vanlig programvare, er denne kommandoen spesifikk for den prosessoren. I denne forbindelse etterligner firmware maskinvareprosesser. Det er her Akoglus forskning kommer inn.
Forskerne er i den andre fasen av prosjektet kalt Scalable Self-Configurable Architecture for Reusable Space Systems (SCARS) og har satt opp fem trådløse nettverksenheter som lett kan representere fem samarbeidende rovers på Mars. Når en maskinvarefeil oppstår, takler de nettverkede "kompisene" problemet på to nivåer. Først prøver den urolige enheten å reparere feilen på knutepunktnivå. Ved å konfigurere firmware på nytt, konfigurerer enheten effektiv kretsen ved å omgå feilen. Hvis det ikke lykkes, utfører enhetens kompiser en sikkerhetskopioperasjon, og programmerer seg selv igjen for å utføre de ødelagte enhetsoperasjonene og sine egne. Etterretning på enhetsnivå brukes i det første tilfellet, men hvis dette mislykkes, brukes intelligens på nettverksnivå. Alle operasjonene utføres automatisk, det er ingen menneskelig inngripen
Dette er noe fengslende forskning med vidtrekkende fordeler. Hvis datamaskiner kunne helbrede seg på lang avstand, ville millioner av dollar spart. Også romoppdrags levetid kan utvides. Denne forskningen vil også være verdifull for fremtidige bemannede oppdrag. Selv om de fleste datamaskinproblemer kan fikses av astronauter, vil kritiske systemfeil oppstå; bruk av et system som SCARS kan utføre livreddende sikkerhetskopiering mens kilden til problemet blir funnet.
Kilde: UA News
