NASA新型AI太空晶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晶片，旨在大幅提升未來航天器的智慧和效能。透過商業合作專案，該技術能夠幫助航天器在遠離地球的任務中更加獨立地執行。

NASA的高效能太空計算專案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。雖然這些晶片可靠，但效能不足以支援更先進的任務。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援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專案的專案經理尤金·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、靈活性和極高的效能。NASA對太空計算進步的承諾是技術成就和協作的勝利。”

該專案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專案經理想·巴特勒說：“我們正在對這些新晶片進行嚴格測試，包括輻射、熱和衝擊測試，同時透過嚴格的功能測試來評估它們的效能。”

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溫度波動，這些都可能損壞電子裝置。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還在測試該晶片如何應對行星著陸的挑戰。巴特勒補充道：“為了模擬真實效能，我們使用來自真實NASA任務的高保真著陸場景，這些場景通常需要高功耗硬體來處理大量著陸感測器資料。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體。”

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，處理器按預期執行，效能水平約是目前航天器中使用的抗輻射晶片的500倍。團隊還以象徵性時刻開始了測試：傳送了一封題為“你好，宇宙”的電子郵件，致敬了早期計算機程式設計中著名的入門訊息。

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。透過商業合作，樣品晶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：憑藉機載人工智慧，航天器可以在通訊延遲使人工控制不可行時即時應對意外情況。該晶片還有助於深空任務更高效地處理、儲存和傳輸大量科學資料回地球。NASA表示，該處理器最終可能支援載人月球和火星任務。

該裝置是一種系統級晶片（SoC），將計算機的基本元件整合到單個緊湊單元中，包括中央處理器、計算解除安裝、高階網路系統、記憶體和輸入/輸出介面。SoC廣泛應用於智慧手機和平板電腦，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。一旦處理器透過認證，NASA計劃將其整合到各種任務中，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。

該專案由NASA蘭利的太空技術任務理事會遊戲改變發展（GCD）專案負責管理。GCD專案和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。