क्या होता है जब एक रोबोट अंतरिक्ष जांच निकटतम अंतरिक्ष यान इंजीनियर से लाखों मील दूर टूट जाती है? यदि सॉफ़्टवेयर बग है, तो इंजीनियर कभी-कभी नए कमांड अपलोड करके समस्या को ठीक कर सकते हैं, लेकिन अगर कंप्यूटर हार्डवेयर विफल हो जाए तो क्या होगा? यदि हार्डवेयर थ्रस्टर्स या संचार प्रणाली की तरह कुछ महत्वपूर्ण को नियंत्रित कर रहा है, तो बहुत अधिक मिशन नियंत्रण नहीं हो सकता है; मिशन खो सकता है। कभी-कभी विफल उपग्रहों को कक्षा से पुनर्प्राप्त किया जा सकता है, लेकिन मंगल पर मिशन के लिए कोई इंटरप्लेनेटरी टोइंग सेवा नहीं है। क्या घर से दूर क्षतिग्रस्त कंप्यूटर सिस्टम के लिए कुछ भी किया जा सकता है? जवाब "पुन: प्रयोज्य अंतरिक्ष प्रणालियों के लिए स्केलेबल सेल्फ-कंफर्टेबल आर्किटेक्चर" नामक परियोजना में निहित हो सकता है। लेकिन चिंता मत करो, मशीनें आत्म-जागरूक नहीं हो रही हैं, वे खुद को ठीक करना सीख रही हैं ...
जब अंतरिक्ष यान अपने गंतव्य के रास्ते में खराबी करते हैं, तो अक्सर बहुत सारे मिशन नियंत्रक नहीं कर सकते हैं। बेशक, अगर वे हमारी पहुंच (यानी पृथ्वी की कक्षा में उपग्रह) के भीतर हैं, तो इस बात की संभावना है कि उन्हें अंतरिक्ष शटल के चालक दल द्वारा उठाया जा सकता है या कक्षा में तय किया जा सकता है। उदाहरण के लिए 1984 में, STS-51A मिशन पर डिस्कवरी द्वारा दो खराबी वाले उपग्रहों को उठाया गया था (ऊपर चित्र)। दोनों संचार उपग्रहों में मोटरों की खराबी थी और वे अपनी कक्षाओं को बनाए नहीं रख सकते थे। 1993 में स्पेस शटल एंडेवर (STS-61) ने हबल स्पेस टेलीस्कोप पर कक्षीय दर्पण-परिवर्तन किया। (बेशक, हमेशा यह विकल्प होता है कि शीर्ष गुप्त मृत जासूस उपग्रहों को भी नीचे गिराया जा सकता है।)
हालाँकि, दोनों ही सबसे अधिक संभावना यांत्रिक विफलता से ऊपर मिशन के पुनर्प्रकाशन / मरम्मत के उदाहरण हैं, वही हो सकता है यदि उनका ऑनबोर्ड कंप्यूटर सिस्टम विफल हो जाता है (यदि यह एक महंगी मानवयुक्त मरम्मत मिशन की लागत के लायक था)। लेकिन क्या होगा अगर पृथ्वी की कक्षा से परे रोबोट मिशनों में से एक को निराशाजनक हार्डवेयर की खराबी का सामना करना पड़ा? यह या तो एक बड़ी त्रुटि नहीं होगी (यदि यह पृथ्वी पर हुआ, तो समस्या शायद जल्दी से ठीक हो सकती है), लेकिन अंतरिक्ष में कोई भी इंजीनियर मौजूद नहीं है, यह छोटी सी त्रुटि मिशन के लिए कयामत पैदा कर सकती है।
तो जवाब क्या है? एक ऐसा कंप्यूटर बनाएं जो खुद को ठीक कर सके। यह की तरह लग सकता है टर्मिनेटर २ कहानी, लेकिन एरिज़ोना विश्वविद्यालय के शोधकर्ता इस संभावना की जांच कर रहे हैं। नासा कार्य को वित्तपोषित कर रहा है और जेट प्रोपल्शन प्रयोगशाला उन्हें गंभीरता से ले रही है।
अली अकलोग्लु (कंप्यूटर इंजीनियरिंग में सहायक प्रोफेसर) और उनकी टीम एक हाइब्रिड हार्डवेयर / सॉफ्टवेयर सिस्टम विकसित कर रही है जिसका इस्तेमाल कंप्यूटर खुद को ठीक करने के लिए कर सकते हैं। चिप-स्तर पर स्व-उपचार प्रक्रिया बनाने के लिए शोधकर्ता फील्ड प्रोग्रामेबल गेट एरे (FPGAs) का उपयोग कर रहे हैं।
FPGAs हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर के संयोजन का उपयोग करते हैं। क्योंकि चिप-स्तर पर कुछ हार्डवेयर फ़ंक्शन किए जाते हैं, सॉफ्टवेयर FPGA "फर्मवेयर" के रूप में कार्य करता है। फर्मवेयर एक सामान्य कंप्यूटर शब्द है जहां विशिष्ट सॉफ़्टवेयर कमांड एक हार्डवेयर डिवाइस में एम्बेडेड होते हैं। यद्यपि माइक्रोप्रोसेसर फर्मवेयर को किसी भी सामान्य सॉफ़्टवेयर के रूप में संसाधित करता है, लेकिन यह विशेष कमांड उस प्रोसेसर के लिए विशिष्ट है। इस संबंध में, फर्मवेयर हार्डवेयर प्रक्रियाओं की नकल करता है। यह वह जगह है जहाँ अकोग्लू का शोध आता है।
शोधकर्ता इस परियोजना के दूसरे चरण में स्केलेबल सेल्फ-कंफिगरेबल आर्किटेक्चर फॉर रेयूजेबल स्पेस सिस्टम्स (SCARS) कहलाते हैं और उन्होंने पांच वायरलेस नेटवर्क वाली इकाइयां स्थापित की हैं जो आसानी से मंगल पर पांच सहयोगी रोवर्स का प्रतिनिधित्व कर सकती हैं। जब एक हार्डवेयर खराबी होती है, तो नेटवर्क "दोस्त" दो स्तरों पर समस्या से निपटता है। सबसे पहले, परेशान इकाई नोड स्तर पर गड़बड़ को ठीक करने का प्रयास करती है। फर्मवेयर को पुन: कॉन्फ़िगर करके, यूनिट प्रभावी रूप से सर्किट को पुन: कॉन्फ़िगर कर रहा है, त्रुटि को दरकिनार करता है। यदि यह असफल है, तो यूनिट के दोस्त एक बैक-अप ऑपरेशन करते हैं, टूटी हुई यूनिट के संचालन के साथ-साथ अपने स्वयं के संचालन के लिए स्वयं को फिर से संगठित करते हैं। यूनिट-स्तरीय खुफिया का उपयोग पहले मामले में किया जाता है, लेकिन क्या यह विफल होना चाहिए, नेटवर्क-स्तरीय खुफिया का उपयोग किया जाता है। सभी ऑपरेशन स्वचालित रूप से किए जाते हैं, कोई मानवीय हस्तक्षेप नहीं है
यह दूरगामी लाभ के साथ कुछ लुभावना शोध है। अगर कंप्यूटर लंबी दूरी पर खुद को ठीक कर सकते हैं, तो लाखों डॉलर की बचत होगी। इसके अलावा, अंतरिक्ष मिशनों की लंबी उम्र को बढ़ाया जा सकता है। यह शोध भविष्य के मानव मिशन के लिए भी मूल्यवान होगा। हालांकि कंप्यूटर के अधिकांश मुद्दे अंतरिक्ष यात्रियों द्वारा तय किए जा सकते हैं, महत्वपूर्ण सिस्टम विफलताएं होंगी; SCARS जैसी प्रणाली का उपयोग करने से जीवन-रक्षक प्रदर्शन कर सकते हैं, जबकि समस्या का स्रोत पाया जा रहा है।
स्रोत: यूए न्यूज़