00

Автономные роботы для космических исследований

Испытание DFKI различных космических роботов в реальных условиях и в точной копии МКС. (Изображение: DFKI GmbH / Якоб Вебер)

DFKI уже довольно давно исследует автономные робототехнические системы для использования в космосе. На этот раз они представили новейшее поколение роботов на ежегодной крупнейшей ярмарке-выставке в Ганновере.

На Ганноверской ярмарке DFKI представит концепцию автономных космических роботов, которые будут работать автономно в течение длительных периодов в экстремальных условиях. На инопланетных объектах роботы должны иметь способность проникать в труднодоступные районы, такие как пещеры и кратеры, или строить инфраструктуру для будущих базовых лагерей, выполнять работы по обслуживанию и ремонту спутников на орбитах или удалять космический мусор с орбиты.

Дистанционное управление системами с Земли практически невозможно на сегодняшний день из-за задержки связи. Поэтому будущие космические роботы должны стать полностью независимыми от Земли.

Новые концепции мобильности для труднопроходимой местности

Чтобы проникнуть в труднопроходимую местность на других планетах, ученые разрабатывают очень сложные концепции мобильности и проходимости, где за основу взяты биологические природные примеры: начиная от многоцелевых «гуляющих» роботов до гибридных систем, оснащенные конструкцией «ножное колесо», и передвижных роверов к вертикальным и альпинистским системам в форме человеческого тела.

При необходимости автономные роботы также должны дистанционно управляться с земли или космического корабля. Особенно это актуально при выполнении задач, которые требуют высокой степени гибкости, где специалистам может быть необходимо вмешаться в миссию. Исследователи разрабатывают новые технологии телеоперации с интуитивно понятным управлением. Например, роботами можно будет управлять с помощью экзоскелета, находящегося на станциях управления на Земле или на орбите, передающего силовые сигналы. Таким образом, когда система сталкивается с препятствием, человек-оператор чувствует это, и, таким образом, чувствует себя частью действия.

Сотрудничество между космонавтом и роботом

В будущем роботы и астронавты в космосе также будут работать рука об руку, например, при строительстве новых инфраструктур. При этом исследователи устанавливают разные степени автономности: в зависимости от сложности задачи робот может действовать более или менее автономно. Астронавт может вмешаться, когда, например, робот застрянет, и после этого человек сможет научить его новому поведению.

Чтобы опробовать новые технологии в реальных условиях, ученые DFKI и Университета Бремена в конце 2016 года переехали в пустыню штата Юта, где ландшафтная местность напоминает просторы Марса, для того чтобы смоделировать полную последовательность миссий и проверить возможности Rover Sherpa TT и Coyote III. Целью миссии было создание логистической цепочки в команде роботов для самостоятельного изучения окружающей среды и отбора проб почвы. Для управления миссией ученые использовали диспетчерский пункт в Бремене, который установил линию связи с роботами в Юте через спутниковую связь. Используя экзоскелет, оператор смог интуитивно управлять системами с расстояния более чем 8300 км.

Испытания в пустынях и пещерах

В ноябре 2017 года двухнедельная полевая испытательная кампания привела исследователей DFKI на Канарский остров Тенерифе. Там они протестировали недавно разработанные алгоритмы для (частично) автономного исследования труднопроходимой местности, что позволило роботам Crex и Asguard IV исследовать самые интересные пещеры на острове для дальнейших космических исследований.

Совсем недавно, с ноября по декабрь 2018 года, исследователи из Бремена вместе с европейскими партнерами испытывали космическое программное обеспечение в марокканской пустыне. Опять же, роботизированной испытательной платформой был гибридный ходовой и передвижной марсоход Sherpa TT от DFKI, который использовал новое программное обеспечение для покрытия расстояния более 1,4 км по ландшафту, характеризующемуся широкими равнинами, а также крутыми склонами и оврагами.

На выставке в Ганновере разработки можно увидеть в зале №2, стенд C59

Возврат к списку

Хотите подписаться на статьи электронного журнала "Электрорешения"?