NASA新型AI太空芯片让航天器自主思考

美国宇航局（NASA）正在开发一款功能强大的新型计算机芯片，旨在大幅提升未来航天器的智能和性能。通过商业合作项目，该技术能够帮助航天器在远离地球的任务中更加独立地运行。

NASA的高性能太空计算项目专注于提升太空探索中航天器的计算能力。目前的任务依赖老款处理器，因为它们足够耐用，能承受太空的极端环境。虽然这些芯片可靠，但性能不足以支持更先进的任务。该机构表示，更强大、更先进的处理器对于未来的自主航天器、更快的机上科学分析以及支持宇航员执行月球和火星任务至关重要。

NASA兰利研究中心游戏改变发展项目的项目经理尤金·施万贝克表示：“在以往太空处理器的基础上，这种新的多核系统具有容错性、灵活性和极高的性能。NASA对太空计算进步的承诺是技术成就和协作的胜利。”

该项目的核心是一款新型抗辐射处理器，其计算能力比目前航天计算机高出100倍，同时能承受太空的恶劣环境。NASA喷气推进实验室（JPL）的工程师正在进行一系列模拟这些条件的测试。JPL项目经理想·巴特勒说：“我们正在对这些新芯片进行严格测试，包括辐射、热和冲击测试，同时通过严格的功能测试来评估它们的性能。”

为了获得航天资格，处理器必须承受强烈的电磁辐射和剧烈的温度波动，这些都可能损坏电子设备。来自太阳和深空的高能粒子还会引发计算机错误，迫使航天器进入“安全模式”，直到工程师解决该问题。NASA还在测试该芯片如何应对行星着陆的挑战。巴特勒补充道：“为了模拟真实性能，我们使用来自真实NASA任务的高保真着陆场景，这些场景通常需要高功耗硬件来处理大量着陆传感器数据。这是一个激动人心的时刻，我们正在研制将推动NASA下一个重大飞跃的硬件。”

测试于2月在JPL开始，预计将持续数月。早期结果令人振奋：据NASA称，处理器按预期运行，性能水平约是目前航天器中使用的抗辐射芯片的500倍。团队还以象征性时刻开始了测试：发送了一封题为“你好，宇宙”的电子邮件，致敬了早期计算机编程中著名的入门消息。

该处理器由JPL和位于亚利桑那州钱德勒的Microchip Technology Inc.联合开发。通过商业合作，样品芯片已分享给国防和商业航空航天合作伙伴。该技术预计将在未来自主航天器中发挥重要作用：凭借机载人工智能，航天器可以在通信延迟使人工控制不可行时实时应对意外情况。该芯片还有助于深空任务更高效地处理、存储和传输大量科学数据回地球。NASA表示，该处理器最终可能支持载人月球和火星任务。

该设备是一种系统级芯片（SoC），将计算机的基本组件集成到单个紧凑单元中，包括中央处理器、计算卸载、高级网络系统、内存和输入/输出接口。SoC广泛应用于智能手机和平板电脑，因为它们紧凑且节能。但NASA的版本设计用于在深空中生存多年，可能在地球数百万甚至数十亿英里之外无需维护或修理。一旦处理器通过认证，NASA计划将其集成到各种任务中，包括地球轨道器、行星漫游车、深空探测器和载人栖息地。该技术也可能在地球上带来好处：Microchip计划将该处理器应用于航空和汽车制造等行业。

该项目由NASA兰利的太空技术任务理事会游戏改变发展（GCD）项目负责管理。GCD项目和JPL（由加州帕萨迪纳的加州理工学院管理）监督了从任务规划和行业研究到最终交付的开发过程。NASA JPL于2022年选择Microchip作为合作伙伴，该公司资助了自身的处理器研发工作。