火星直升机机智号成功飞行，科技新报专访计画幕后推手高通

近期最热门的天文新闻，就属美国太空总署（NASA）旗下火星车毅力号（Perseverance）搭载的微型直升机机智号（Ingenuity）在火星进行数次成功离地飞行的消息了。机智号在火星离地飞行是人类史上首度在其他行星动力飞行，预计将成为未来设计相关设备的参考，为人类太空研究进展跨出重要一步。

机智号的关键系统是由美国太空总署与行动处理器大厂高通（Qualcomm）合作研发。据高通表示，机智号计画自 2014 年启动，目的在于喷射推进实验室示範技术，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繫，并讨论藉由测试高通产品并拓展机智号自动飞行能力后，双方进入合作开发阶段。

参与计画的高通业务拓展资深总监暨自动机器人、无人机和智慧电器负责人 Dev Singh 及高通政府技术事业部业务拓展资深总监 Chris Pruetting，接受《科技新报》专访时表示，机智号在火星离地飞行，最关键在于当地严苛环境，还有必须花费数分钟才能与地球联繫的讯号传输时间，再加上机智号运作必须保持低功号，以让大部分电力提供加热器保持在火星寒冷低温环境工作，这些因素都增加了研发难度。

以下为《科技新报》专访 Dev Singh 及 Chris Pruetting 的内容：

问：这次合作筹画多久？合作起源为何？美国太空总署为什么会找高通合作？

答：机智号火星直升机计画自 2014 年开发，为严格测试和创新的结晶。计画是美国太空总署喷射推进实验室的科技展示，在自动飞行下如何扩展对宇宙的探索，还有进行未来任务的研究，以及收集资料对未来相关产品设计提供参考。而整个计画中，包含了直升机的处理器在内都因为相关技术问题而必须妥善设计。当喷射推进实验室联繫高通，希望利用高通的产品测试和扩展机智号火星直升机的自动性能时，我们非常高兴与他们分享技术细节。

问：美国太空总署本身是否没有相关技术，因此透过高通协助完成这项工作？双方合作过程是否遭遇困难？如何解决困难？

答：虽然严苛的太空环境为火星操作直升机带来独特挑战，但高通飞行平台能应付这些挑战。最主要困难点是运作系统本身。由于讯号往返地球与火星间需要几分钟，因此不可能用遥控器控制直升机。相反的，直升机必须接收来自数百万英里外的自动操作命令，可能延迟 3~22 分钟。要如何操控就成了最大问题。

其次的挑战是确保处理自动操作的系统有足够计算能力，还同时低功耗。因火星直升机大部分功耗来自加热器，确保直升机在严寒的火星夜晚能保持温暖而持续运作。虽然高通飞行平台最初不是为太空飞行而设计，但确实有强大的自动操作功能，才能解决美国太空总署遇到的挑战。

问：高通这次合作採用什么新世代技术？获得什么宝贵经验？又如何将经验带到未来商品化产品？

答：这次美国太空总署是利用高通商用飞行平台，就是高通 Snapdragon 801。这次飞行计画，高通 Snapdragon 801 飞行平台计算效能超过以往所有太空船飞行过程运算数量的总和。

问：据记者所知，高通也将相关的晶片技术运用在许多领域，包括 AR / VR、汽车驾驶等，这些发展对高通未来发展有什么帮助？高通的期待又是什么？

答：现阶段 Snapdragon 801 飞行平台可在一般家用 iRobot 真空吸尘器找到，也用于 skydio 无人空拍机。未来发展仍有许多方向，目前也在规划。

问：美国太空总署与高通未来是否有进一步合作？大致内容为何？

答：2021 年 2 月 20 日，美国太空总署喷射推进实验室继续进行科技测试，之一就是向国际空间站（ISS）发送两个高通旗下 Snapdragon 855 硬体开发包，以进一步证明在太空站商业科技运作的可行性。过去，喷射推进实验室曾经考虑了许多应用和运算的解决方案，以拓展科学探索领域。而高通低功耗 Snapdragon 平台，可以为美国太空总署提供未来突破性的科技能力，因为它藉由更自主的管道在边缘运算中进行数据收集和处理，以便可以在运作时做出关键决策，并且将获得的数据发送回地球进行研究。

因为 Snapdragon 855 硬体开发包利用一个多核心晶片组，为服务器的人工智慧处理等技术提供广泛软体支援，同时还採用了一种全面的管道，以支援相关感测器和监视器，如此以因应未来喷射推进实验室的任务执行。另外，透过启用正确的科技解决方案，喷射推进实验室更加能关注重要的科学发展能力。未来美国太空总署与高通还有更多合作计画。

（首图来源：NASA）