5 دقیقه
تصور کنید رایانهای به اندازه کف دست بتواند ترابایتها داده حسگر را غربال کند، در یک لحظه تشخیص دهد کدام تصاویر اهمیت دارند و بدون انتظار برای پاسخ زمین، فرود را هدایت کند. کوچک، بیصدا و بهشدت کارآمد. این همان وعدهای است که پشت تازهترین تراشه رایانش فضایی پرکارایی ناسا، یعنی اچپیاسسی، قرار دارد.
ماموریتهای طولانی به سوی ماه، مریخ و فراتر از آن، فضاپیماها را از محدوده پاسخگویی سریع دور میکنند. تاخیرهای رادیویی از چند ثانیه به چند دقیقه و حتی چند ساعت میرسند. اپراتورهای انسانی بیتردید ضروریاند، اما نمیتوانند در هر تصمیمگیری کسری از ثانیه در چرخه کنترل حضور داشته باشند. به همین دلیل مهندسان در حال آموزش ماشینها هستند تا بخش بیشتری از این بار را بر دوش بگیرند. اچپیاسسی نخستین گام بنیادین در این مسیر است: یک سامانه روی تراشه مقاوم در برابر تابش که برای زندگی در اعماق فضا و اجرای بارهای کاری هوش مصنوعی در لحظه، آنگونه که اکتشافات مدرن نیاز دارند، ساخته شده است.
این تراشه از طریق برنامه توسعه تحولآفرین ناسا و با همکاری شرکت مایکروچیپ تکنولوژی ساخته شده و پردازندههای مرکزی، شبکهسازی پیشرفته، حافظه و موتورهای اختصاصی جریان داده را روی یک قالب واحد جای داده است. آن را مانند هوشمندی یک گوشی هوشمند تصور کنید، اما سختجانشده برای دههها قرار گرفتن در معرض تابش، نوسانهای شدید دما و تکانهای خشن پرتاب. بله، طراحان همچنین رایانش برداری مقیاسپذیر و پردازش جریان داده هوش مصنوعی را به آن افزودهاند تا تراشه بتواند استنتاج هوش مصنوعی را اجرا کند، دورسنجیهای نویزی را پالایش کند و دادههایی را در اولویت بگذارد که دانشمندان روی زمین واقعا به آن نیاز دارند.
دوام، موضوعی قابل مذاکره نبود. فضا بخشنده نیست. ذرات پرانرژی خورشید و پرتوهای کیهانی میتوانند بیتها را برگردانند و محاسبات را خراب کنند. سرما میتواند عملکرد الکترونیک را مختل کند. لرزشها و ضربههای پرتاب نیز ممکن است قطعات ظریف را از کار بیندازند. برای اثبات اینکه اچپیاسسی چیزی فراتر از یک طراحی هوشمندانه است، آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا آن را در مجموعهای فشرده از آزمونهای تنش قرار داده است: بمباران تابشی، چرخههای حرارتی، آزمون ضربه و آزمایشهای عملکردی که بدترین سناریوهای فرود در ماموریتهای واقعی را بازآفرینی میکنند.
نتایج تا اینجا چشمگیر بودهاند. در آزمایشهای اولیهای که از فوریه در آزمایشگاه پیشرانش جت آغاز شد، مهندسان از جهش عملکردی بسیار فراتر از یک بهبود تدریجی خبر دادند. در مقایسه با پردازندههای مقاوم در برابر تابش که اکنون در ماموریتهای فضایی به کار میروند، آزمونهای رودررو در این آزمایشگاه نشان دادهاند که اچپیاسسی در برخی بارهای کاری صدها برابر سریعتر عمل میکند. جایی که تراشههای قدیمی کند میشوند، این تراشه جدید تصاویر و جریانهای حسگری را پردازش میکند که در حالت عادی به سختافزار اختصاصی در زمین نیاز داشتند.
با این حال، سرعت فقط نیمی از ماجراست. در فضا، توان مصرفی همهچیز است. اچپیاسسی طوری طراحی شده که انعطافپذیر باشد: هستهها و شتابدهندهها میتوانند در صورت نیاز کند شوند، به حالت خواب بروند یا کاملا خاموش شوند. این سازگاری به طراحان ماموریت اجازه میدهد بودجه انرژی را در برابر نیاز پردازشی متعادل کنند؛ ضرورتی حیاتی برای فرودگرها، مریخنوردها و زیستگاههایی که توان تلفشده برایشان قابل تحمل نیست.
مزایای عملیاتی نیز کم نیستند. پرهیز خودکار از خطر هنگام فرود. انتخاب درونبردی اهداف دارای ارزش علمی. فشردهسازی و اولویتبندی دادهها در زمان واقعی پیش از ارسالهای طولانی و پرهزینه به زمین. این قابلیتها میتوانند بازده علمی ماموریتها را بهطور چشمگیری افزایش دهند و همزمان فشار کاری برنامهریزان ماموریت روی زمین را کاهش دهند.
مهندسان آزمایشگاه پیشرانش جت درباره مسیر پیش رو صریح هستند. تایید صلاحیت برای پرواز فضایی سختگیرانه است. فناوریای که یک کارزار آزمایشگاهی را پشت سر میگذارد، هنوز باید سالها درون یک فضاپیما و در فاصله میلیونها کیلومتری از هر مرکز تعمیراتی دوام بیاورد. اما آزمونهای اچپیاسسی یک نقطه عطف مهم هستند و نشان میدهند ناسا در نگاه خود به رایانش ماموریتهای فضایی در حال تغییر مسیر است. اگر این تراشهها از موانع باقیمانده عبور کنند، فقط محاسبات را سریعتر نمیکنند؛ بلکه دامنه کارهایی را گسترش میدهند که میتوانیم از فضاپیماها بخواهیم بهتنهایی انجام دهند.
پس وقتی مریخنورد یا مدارگرد بعدی به فضا پرتاب میشود، شاید تنها دوربین و مته حمل نکند، بلکه مغزی کوچک و مقاوم را هم با خود ببرد؛ مغزی که میتواند لحظه مناسب اقدام را خودش انتخاب کند و ما را با کشفهایی شگفتزده کند که بدون حتی یک تماس با زمین به دست آمدهاند.
منبع: sciencealert
نظرات
مهدی
حالا فرض کنیم واقعا صدها برابر سریعتر باشه، مصرف انرژی و دوام بلندمدت چی؟ به نظرم کمی هایپ شده، ولی پتانسیل داره
لابکور
این نتایج خوب به نظر میاد، ولی تا وقتی تو مدار آزمایش نشه و سالها کار کنه نمیشه مطمئن بود. سوالات فنی زیاده...
دیتاپالس
وااای فکرشو بکنین! یه مغز کوچیک روی فضاپیما که فوری تصمیم میگیره... هم هیجانانگیزه هم نگرانکننده
ارسال نظر