ロボット宇宙探査機が最も近い宇宙船エンジニアから数百万マイル離れた場所で故障するとどうなりますか？ソフトウェアのバグがある場合、エンジニアは新しいコマンドをアップロードして問題を修正できることがありますが、コンピュータのハードウェアに障害が発生した場合はどうなりますか？ハードウェアがスラスタや通信システムなどの重要なものを制御している場合、ミッション制御ができることは多くありません。ミッションが失われる可能性があります。故障した衛星は軌道から回復できる場合がありますが、火星へのミッションのための惑星間牽引サービスはありません。家から遠く離れた破損したコンピュータシステムに対して何かできることはありますかその答えは、「再利用可能な宇宙システムのためのスケーラブルな自己構成可能なアーキテクチャ」と呼ばれるプロジェクトにあるかもしれません。 しかし、心配しないでください。マシンは自己認識していません。彼らは自分で修正する方法を学んでいるだけです…
目的地への途中で宇宙船が故障した場合、多くの場合、ミッションコントローラーができることは多くありません。もちろん、それらが私たちの手の届く範囲内にある場合（つまり、地球軌道の衛星）、それらはスペースシャトルの乗組員によってピックアップされるか、軌道に固定される可能性があります。たとえば1984年に、STS-51Aミッションでディスカバリーによって2つの故障した衛星が発見されました（上写真）。どちらの通信衛星にもモーターの故障があり、軌道を維持できませんでした。 1993年、スペースシャトルエンデバー（STS-61）はハッブル宇宙望遠鏡で軌道ミラーの変更を行いました。 （もちろん、極秘の死んだスパイ衛星を撃墜するオプションも常にあります）。
上記のリトリーブ/修復ミッションの例は両方とも機械的障害が関係している可能性が高いですが、それらのオンボードコンピューターシステムに障害が発生した場合（高価な有人修理ミッションの費用に見合う価値がある場合）も同じでした。しかし、地球の軌道を超えたロボットミッションの1つで、苛立たしいハードウェアの誤動作が発生した場合はどうなるでしょうか。大きなエラーである必要はありませんが（地球上で発生した場合、問題はおそらくすぐに修正される可能性があります）、エンジニアがいない宇宙では、この小さなエラーがミッションの破滅を招く可能性があります。
それで答えは何ですか？自分自身を修正できるコンピュータを構築します。それはのように聞こえるかもしれません ターミネーター2 ストーリーライン、しかしアリゾナ大学の研究者はこの可能性を調査しています。 NASAはその作業に資金を提供しており、ジェット推進研究所はそれらを真剣に受け止めています。
Ali Akoglu（コンピューターエンジニアリングの助教）と彼のチームは、コンピューターが自分自身を癒すために使用できるハイブリッドハードウェア/ソフトウェアシステムを開発しています。研究者たちはフィールドプログラマブルゲートアレイ（FPGA）を使用して、チップレベルで自己回復プロセスを作成しています。
FPGAは、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせを使用します。一部のハードウェア機能はチップレベルで実行されるため、ソフトウェアはFPGAの「ファームウェア」として機能します。ファームウェアは、特定のソフトウェアコマンドがハードウェアデバイスに埋め込まれている一般的なコンピューター用語です。マイクロプロセッサは通常のソフトウェアと同様にファームウェアを処理しますが、この特定のコマンドはそのプロセッサに固有です。この点で、ファームウェアはハードウェアプロセスを模倣します。これがAkogluの研究の出番です。
研究者たちは、再利用可能な宇宙システムのためのスケーラブルな自己構成可能アーキテクチャ（SCARS）と呼ばれるプロジェクトの第2フェーズにあり、火星の5つの協調ローバーを簡単に表すことができる5つのワイヤレスネットワークユニットをセットアップしました。ハードウェアの誤動作が発生すると、ネットワーク化された「バディ」が2つのレベルで問題に対処します。まず、問題のあるユニットがノードレベルでグリッチを修復しようとします。ファームウェアを再構成することにより、ユニットはエラーを回避して回路を効果的に再構成します。それが失敗した場合、ユニットの仲間はバックアップ操作を実行し、壊れたユニット操作と自分自身を実行するように自分自身を再プログラミングします。最初のケースではユニットレベルのインテリジェンスが使用されますが、これが失敗した場合は、ネットワークレベルのインテリジェンスが使用されます。すべての操作は自動的に実行され、人間の介入はありません
これは、広範囲に及ぶ利点を持つ魅力的な研究です。コンピュータが長距離で自分自身を癒すことができれば、数百万ドルが節約されます。また、宇宙ミッションの寿命が延びる可能性があります。この研究は、将来の有人ミッションにとっても価値があります。コンピュータの問題の大部分は宇宙飛行士が修正できますが、重大なシステム障害が発生します。 SCARSなどのシステムを使用すると、問題の原因が発見されている間、人命を救うことができます。
出典：UA News
