高通與 NASA 合作發展火星直升機,完成人類首度其他行星動力飛行

作者 | 發布日期 2021 年 03 月 28 日 9:45 | 分類 晶片 , 航太科技 , 零組件 Telegram share ! follow us in feedly


行動處理器大廠高通(Qualcomm)日前宣布,與美國太空總署噴射推進實驗室(NASA Jet Propulsion Labs,JPL)共同完成火星直升機機智號(Ingenuity)技術與解決方案,而這是人類首度於其他行星進行動力飛行。

高通指出,火星直升機計畫自 2014 年開始啟動,本計畫目的在於由噴射推進實驗室示範技術,展示自動駕駛飛機如何應用於太空探索、研究與資料收集,並作為未來任務與設計參考。團隊必須將所有技術細節列入考量,包括負責操作直升機的處理器等。當噴射推進實驗室與高通聯繫,並討論藉由高通技術公司的產品進行測試並拓展機智號自動飛行的能力時,而高通對於能共同實現該團隊的願景深感興奮。

高通強調,嚴峻的太空環境對於操作火星直升機帶來各種獨特的挑戰。而高通的飛行平台(Qualcomm Flight Platform)具備了因應這些挑戰的能力。最主要的困難是直升機的操作;由於訊號會有數分鐘的延遲,即時透過遙控操作直升機實為不可能。相反的,直升機需能接收百萬哩之外自動發出的指令,且延遲時間可能長達 3~22 分鐘。由於加熱器在火星夜間為元件保溫消耗了直升機大部分的功耗,接下來的挑戰是確保處理自動操作的系統具備高度的運算能力並同時保持低功耗。

除了彈性的自動操作功能,噴射推進實驗室亦須考量火星輻射與大氣環境對於噴射推進實驗室也是重要的考量因素,才能選擇合適的機器人平台。極端的氣溫及溫度循環,會讓零件快速耗損。此外,部分形式的太空幅射會逐漸或突然破壞零件中的矽。一般來說,能進行縝密測試與太空防護是最為理想。經噴射推進實驗室分析,決定高通飛行技術的特定特性可降低錯誤的風險,並能夠符合在其他行星首次飛行所需的功能。

另外,高通飛行平台是以自動駕駛飛機為目的,從無到有打造而成。該平台聚焦於通常專為消費者無人機技術所需的技術,例如 4K 超高解析攝影、異質行動運算、視覺慣性測距導航與飛行輔助等,全都納入極小且耐受度高的套件中。噴射推進實驗室在考慮遠距操作火星直升機可能面臨的限制、以及直升機運算所需的複雜演算法時,即想到這些功能。火星直升機的自動飛行功能至關重要,能在探測車無法輕易抵達的區域導航,開啟火星探索的全新可能,取得高解析度圖像,且能在更短時間內探索更大的區域。

高通強調,此項計畫也為高通帶來獨特機會,測試飛行平台於機智號所處極端環境中的表現。測試結果令團隊學到許多寶貴知識,能用於未來任務中。舉例而言,高通能為噴射推進實驗室量化零件暴露於輻射中的劣化程度,協助噴射推進實驗室建立風險模型。這使噴射推進實驗室得以決定未來是否執行特定飛行任務。除了用於機智號的自動飛行功能,高通飛行平台亦用於火星探測車的通訊系統中。探測車搭載高通飛行平台的運算能力可處理直升機所拍攝的影像。這使機智號與探測車能協作、盡可能拍攝最佳影像,傳回至噴射推進實驗室位在地球的團隊。

高通進一步指出,與噴射推進實驗室合作研發火星直升機的成果,對高通而言既是令人興奮的榮譽,也證明了科技公司與終端消費者共同合作,能夠成就無限可能。此項計畫可望形塑未來利用商用科技與研究來推展太空探索技術,也有助推動高通技術公司機器人技術的進一步創新。預計,自從高通飛行平台問世之後,未來也將推出其他高通機器人平台。

(首圖來源:NASA)