行动处理器大厂高通 (Qualcomm) 日前宣布,与美国太空总署喷射推进实验室 (NASA Jet Propulsion Labs, JPL) 共同完成火星直升机机智号 (Ingenuity) 的技术与解决方案,而这是人类首度于其他行星进行动力飞行。
高通指出,火星直升机计划自 2014 年开始启动,本计划目的在于由喷射推进实验室示范技术,展示自动驾驶飞机如何应用于太空探索、研究与资料收集,并作为未来任务与设计参考。团队必须将所有技术细节列入考量,包括负责操作直升机的处理器等。当喷射推进实验室与高通联系,并讨论借由高通技术公司的产品进行测试并拓展机智号自动飞行的能力时,而高通对于能共同实现该团队的愿景深感兴奋。
高通强调,严峻的太空环境对于操作火星直升机带来各种独特的挑战。而高通的飞行平台 (Qualcomm Flight Platform) 具备了因应这些挑战的能力。最主要的困难是直升机的操作;由于讯号会有数分钟的延迟,即时透过遥控操作直升机实为不可能。相反的,直升机需能接收百万哩之外自动发出的指令,且延迟时间可能长达 3 至 22 分钟。由于加热器在火星夜间为元件保温消耗了直升机大部分的功耗,接下来的挑战是确保处理自动操作的系统具备高度的运算能力并同时保持低功耗。
除了弹性的自动操作功能,喷射推进实验室亦须考量火星辐射与大气环境对于喷射推进实验室也是重要的考量因素,才能选择合适的机器人平台。极端的气温及温度循环,会让零件快速耗损。此外,部分形式的太空幅射会逐渐或突然破坏零件中的硅。一般来说,能进行缜密测试与太空防护是最为理想。经喷射推进实验室分析,决定高通飞行技术的特定特性可降低错误的风险,并能够符合在其他行星首次飞行所需的功能。
另外,高通飞行平台是以自动驾驶飞机为目的,从无到有打造而成。该平台聚焦于通常专为消费者无人机技术所需的技术,例如 4K 超高解析摄影、异质行动运算、视觉惯性测距导航与飞行辅助等,全都纳入极小且耐受度高的套件中。喷射推进实验室在考虑远距操作火星直升机可能面临的限制、以及直升机运算所需的复杂算法时,即想到这些功能。火星直升机的自动飞行功能至关重要,能在探测车无法轻易抵达的区域导航,开启火星探索的全新可能,取得高分辨率图像,且能在更短时间内探索更大的区域。
高通强调,此项计划也为高通带来独特机会,测试飞行平台于机智号所处极端环境中的表现。测试结果令团队学到许多宝贵知识,能用于未来任务中。举例而言,高通能为喷射推进实验室量化零件暴露于辐射中的劣化程度,协助喷射推进实验室建立风险模型。这使喷射推进实验室得以决定未来是否执行特定飞行任务。除了用于机智号的自动飞行功能,高通飞行平台亦用于火星探测车的通讯系统中。探测车搭载高通飞行平台的运算能力可处理直升机所拍摄的影像。这使机智号与探测车能协作、尽可能拍摄最佳影像,传回至喷射推进实验室位在地球的团队。
高通进一步指出,与喷射推进实验室合作研发火星直升机的成果,对高通而言既是令人兴奋的荣誉,也证明了科技公司与终端消费者共同合作,能够成就无限可能。此项计划可望形塑未来利用商用科技与研究来推展太空探索技术,也有助推动高通技术公司机器人技术的进一步创新。预计,自从高通飞行平台问世之后,未来也将推出其他高通机器人平台。
(首图来源:NASA官网)