NASA研发AI太空芯片 让航天器自主思考

NASA正在研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水平和性能表现。该项目通过商业合作模式，开发先进的处理技术，使航天器在远离地球执行任务时能够更加独立地运行。

NASA的高性能航天计算项目专注于提升用于太空探索的航天器的计算能力。当前的航天任务依赖于较为陈旧的处理器，因为这些处理器具备足够的耐用性，能够在极端的太空环境中正常工作。虽然这些芯片可靠稳定，但其性能无法满足更高级别任务的需求。

NASA表示，更新、更强大的处理器对于未来的自主航天器、更快速的星上科学数据分析以及支持登月和火星任务的宇航员而言至关重要。

"在借鉴以往太空处理器经验的基础上，这款新型多核系统具备容错性强、灵活性高和性能卓越的特点。"NASA兰利研究中心（位于弗吉尼亚州汉普顿）的"游戏规则改变者"开发项目要素经理Eugene Schwanbeck表示，"NASA对推进航天计算技术的承诺，是技术成就与合作精神的双重胜利。"

抗辐射处理器接受极限测试

该项目的核心是一款全新的抗辐射处理器，其计算能力最高可达当前航天计算机的100倍，同时能够承受恶劣的太空环境。位于南加州的NASA喷气推进实验室（JPL）的工程师们正在开展一系列测试，模拟各种太空条件。

"我们正在对这些新芯片进行严苛测试，包括辐射、热学和冲击测试，同时通过严格的功能测试方案评估其性能表现。"JPL高性能太空计算项目经理Jim Butler介绍说。

要获得航天应用资格，处理器必须能够承受强烈的电磁辐射和剧烈的温度变化，这些因素都可能损坏电子设备。来自太阳和深空的高能粒子还可能引发计算机错误，迫使航天器进入"安全模式"，暂时关闭非必要系统，直到工程师解决问题。

NASA还在测试该芯片应对行星着陆挑战的能力。

"为了模拟真实场景下的性能表现，我们采用了来自NASA真实任务的高保真着陆场景，这些场景通常需要功耗较高的硬件来处理海量的着陆传感器数据。"Butler表示，"我们能够参与开发支持NASA下一次伟大跨越的硬件设备，这是一个激动人心的时刻。"

JPL的测试工作于2月开始，预计将持续数月。早期测试结果令人振奋。据NASA介绍，该处理器运行正常，性能水平大约是目前航天器中使用的抗辐射芯片的500倍。

研发团队还以一种象征性的方式开启了测试工作，他们发送了一封标题为"你好，宇宙"的邮件，借鉴了计算机编程早期著名的入门信息。

AI驱动的航天器与深空任务

该处理器由JPL与位于亚利桑那州钱德勒市的Microchip Technology公司联合研发。这家公司通过商业合作模式与NASA展开合作，目前样品芯片已经分发给国防和商业航空航天合作伙伴。

这项技术预计将在未来自主航天器的发展中发挥重要作用。借助星上人工智能，当通信延迟使人工控制变得不切实际时，航天器能够实时应对突发情况。该芯片还可以帮助深空任务更高效地处理、存储海量科学数据，并将其传回地球。

NASA表示，该处理器最终还可能支持载人登月和火星任务。

小尺寸处理器拥有巨大算力

这款设备被称为片上系统（SoC），意味着它将计算机的关键组件集成在一个紧凑的单元中。该处理器包含中央处理单元、计算卸载模块、先进的网络系统、内存以及输入/输出接口。

由于SoC具有紧凑和节能的特点，被广泛应用于智能手机和平板电脑。然而，NASA的版本专为在深空环境中长期运行而设计，可能要在距离地球数百万甚至数十亿英里的地方运行多年，且无法进行维护或维修。

一旦该处理器通过太空应用认证，NASA计划将其整合到各种任务中，包括地球轨道飞行器、行星探测车、深空探测器和载人栖息舱。

这项技术也可能在地球上带来益处。Microchip公司计划将该处理器改造后应用于航空和汽车制造等行业。

NASA与产业界的合作

该项目由NASA兰利研究中心的太空技术任务理事会"游戏规则改变者"开发（GCD）项目管理。GCD项目和由加州理工学院（位于加州帕萨迪纳）管理的JPL，全程监督从任务规划、行业研究到最终交付的整个开发过程。

NASA JPL于2022年选定Microchip作为合作伙伴，该公司为处理器的研发工作自行投入资金。

Q&A

Q1：NASA研发的新型太空芯片有什么独特之处？

A：这款新型芯片是一款抗辐射处理器，其计算能力最高可达当前航天计算机的100倍，早期测试显示性能约为现有太空抗辐射芯片的500倍。它采用片上系统设计，集成了中央处理单元、计算卸载、网络系统、内存等组件，既紧凑又节能，专为在深空环境中长期运行而设计。

Q2：这款AI太空芯片能让航天器实现哪些功能？

A：借助星上人工智能，航天器能够在通信延迟较大时实时应对突发情况，无需依赖地面人工控制。该芯片还能帮助深空任务更高效地处理、存储和传输海量科学数据，未来还可能支持载人登月和火星任务，以及应用于地球轨道飞行器、行星探测车和深空探测器等多种航天任务。

Q3：NASA这款新芯片由谁负责研发？何时能投入使用？

A：该处理器由NASA喷气推进实验室（JPL）与位于亚利桑那州的Microchip Technology公司联合研发，NASA于2022年选定Microchip作为合作伙伴。测试工作于今年2月开始，预计持续数月，目前样品芯片已分发给国防和商业航空航天合作伙伴，等待通过太空应用认证后即可投入实际任务。