NASA新型AI太空芯片讓航天器自主思考

美國宇航局（NASA）正在開發一款功能強大的新型計算機芯片，旨在大幅提升未來航天器的智能和性能。通過商業合作項目，該技術能夠幫助航天器在遠離地球的任務中更加獨立地運行。

NASA的高性能太空計算項目專注於提升太空探索中航天器的計算能力。目前的任務依賴老款處理器，因為它們足夠耐用，能承受太空的極端環境。雖然這些芯片可靠，但性能不足以支持更先進的任務。該機構表示，更強大、更先進的處理器對於未來的自主航天器、更快的機上科學分析以及支持宇航員執行月球和火星任務至關重要。

NASA蘭利研究中心遊戲改變發展項目的項目經理尤金·施萬貝克表示：“在以往太空處理器的基礎上，這種新的多核系統具有容錯性、靈活性和極高的性能。NASA對太空計算進步的承諾是技術成就和協作的勝利。”

該項目的核心是一款新型抗輻射處理器，其計算能力比目前航天計算機高出100倍，同時能承受太空的惡劣環境。NASA噴氣推進實驗室（JPL）的工程師正在進行一系列模擬這些條件的測試。JPL項目經理想·巴特勒説：“我們正在對這些新芯片進行嚴格測試，包括輻射、熱和衝擊測試，同時通過嚴格的功能測試來評估它們的性能。”

為了獲得航天資格，處理器必須承受強烈的電磁輻射和劇烈的温度波動，這些都可能損壞電子設備。來自太陽和深空的高能粒子還會引發計算機錯誤，迫使航天器進入“安全模式”，直到工程師解決該問題。NASA還在測試該芯片如何應對行星着陸的挑戰。巴特勒補充道：“為了模擬真實性能，我們使用來自真實NASA任務的高保真着陸場景，這些場景通常需要高功耗硬件來處理大量着陸傳感器數據。這是一個激動人心的時刻，我們正在研製將推動NASA下一個重大飛躍的硬件。”

測試於2月在JPL開始，預計將持續數月。早期結果令人振奮：據NASA稱，處理器按預期運行，性能水平約是目前航天器中使用的抗輻射芯片的500倍。團隊還以象徵性時刻開始了測試：發送了一封題為“你好，宇宙”的電子郵件，致敬了早期計算機編程中著名的入門消息。

該處理器由JPL和位於亞利桑那州錢德勒的Microchip Technology Inc.聯合開發。通過商業合作，樣品芯片已分享給國防和商業航空航天合作伙伴。該技術預計將在未來自主航天器中發揮重要作用：憑藉機載人工智能，航天器可以在通信延遲使人工控制不可行時實時應對意外情況。該芯片還有助於深空任務更高效地處理、存儲和傳輸大量科學數據回地球。NASA表示，該處理器最終可能支持載人月球和火星任務。

該設備是一種系統級芯片（SoC），將計算機的基本組件集成到單個緊湊單元中，包括中央處理器、計算卸載、高級網絡系統、內存和輸入/輸出接口。SoC廣泛應用於智能手機和平板電腦，因為它們緊湊且節能。但NASA的版本設計用於在深空中生存多年，可能在地球數百萬甚至數十億英里之外無需維護或修理。一旦處理器通過認證，NASA計劃將其集成到各種任務中，包括地球軌道器、行星漫遊車、深空探測器和載人棲息地。該技術也可能在地球上帶來好處：Microchip計劃將該處理器應用於航空和汽車製造等行業。

該項目由NASA蘭利的太空技術任務理事會遊戲改變發展（GCD）項目負責管理。GCD項目和JPL（由加州帕薩迪納的加州理工學院管理）監督了從任務規劃和行業研究到最終交付的開發過程。NASA JPL於2022年選擇Microchip作為合作伙伴，該公司資助了自身的處理器研發工作。