Немецкие роботы для исследования Луны
Мы уже сообщали о роботе-гуманоиде Kirobo, который скоро отправится к Международной космической станции, чтобы развлекать японского астронавта. Такой же смелый проект, но задуманный сугубо в исследовательских целях, приготовили ученые из DFKI Robotics Innovation Center и ZARM (Центр прикладных космических технологий и микрогравитации). Они сконструировали пару роботов в рамках проекта RIMRES, которые однажды отправятся на Луну в поисках воды в местных кратерах.
Робот SHERPA Rover — транспортный. Его длина составляет 2,4 метра, вес — 200 кг. Ровер оснащен гибридной колесной системой с адаптивной подвеской, поэтому он способен быстро передвигаться по неровной лунной поверхности, но в случае серьезных помех он может просто перешагнуть через них, поочередно поднимая каждое из своих колес. Основной задачей SHERPA Rover является перевозка к месту исследований другого робота, предназначенного для разведки лунных кратеров. У ровера есть 1,8-метровый манипулятор, с помощью которого он может поднять либо опустить робота-разведчика.
CREX (Crater Explorer) — шестиногий робот-паук длиной в метр и весом в 27 кг. Это небольшой вездеходный робот, который может пройти практически по любой лунной местности. Именно CREX выпала честь забираться в кратеры для поиска воды. Каждая нога разведчика состоит из четырех сочленений и нескольких датчиков, которые синхронизируют его движения. Во время транспортировки CREX складывает свои ноги в «туловище».
Подход немецких ученых принципиально отличается от конкурентов. Впервые доставка главной исследовательской станции (CREX) осуществляется специальным транспортом. Возможно, именно RIMRES станет приоритетным направлением Европейского космического агентства в грядущем возвращении на Луну. В это время НАСА делает ставку на луноход Polaris от лаборатории Astrobotic Technology, который создан по классическому принципу «All-in-One».
Проект RIMRES базируется на другом проекте немецких ученых под названием SpaceClimber, который испытывался в 2007-2010 гг. Это робот, похожий на CREX, мог проходить склоны кратеров с углом до 80 градусов и являлся полуатономным ботом, который сам искал цели и определял путь.
На видео ниже вы можете увидеть немецких роботов в действии.
Возможно, именно так будет выглядеть новый этап исследований Луны, запланированный на ближайшие годы. Сначала на наш спутник высадились люди, и во многом это был символический акт торжества прогресса. Теперь пришло время роботов — они дешевле, практичнее и никто, в общем-то, не придет в ужас, если они погибнут.
А вот что касается Марса, то планы НАСА и Европейского космического агентства оправить на красную планету людей вполне серьезны. До первой отправки еще довольно далеко (она планируется на 2020-е годы), но ученые полным ходом отрабатывают технологии для полета, в числе которых находится и андроид-помощник для совместных полетов вместе с людьми. Японский робот-космонавт Kirobo, о котором мы упоминали в начале статьи, и о котором вы можете подробно прочитать на нашем сайте, является лишь одним из первых человекоподобных роботов, который будет находиться в космосе рядом с человеком. Об аналогичной робототехнике НАСА также читайте на сайте.
Источник
Роботы-пауки для исследования Луны
Нет сомнений в том, что одной из отличительных черт современной космической эры является то, как она становится все более демократичной. В дополнение к участию в драке космических агентств частные аэрокосмические компании вносят свой вклад, как никогда раньше. Поэтому неудивительно, что есть новаторы и предприниматели, которые хотят увеличить участие в освоении космоса.
Это то, что британский стартап Spacebit и его основатель Павел Танасюк надеются достичь с помощью своей децентрализованной аэрокосмической компании. Центральное место в их видении занимает Walking Rover, четвероногий робот-исследователь, который они планируют развернуть на поверхности Луны в ближайшие годы. Этот луноход будет представлять собой ряд первых для освоения космоса, включая первую коммерческую лунную миссию, отправленную Великобританией.
Танасюк объявил об этой миссии в прошлый четверг (10 октября) на недавнем фестивале New Scientist Live, который проходил с 10 по 13 октября в лондонском ExCeL Center. Как он поделился в ходе своей презентации, Walking Rover будет соответствовать техническими стандартами и спецификациями НАСА и будет включать в себя ряд необычных функций.
Конечная цель Spacebit — демократизация освоения космоса путем отправки миссий на Луну, Марс и за ее пределы. Предоставлено: Spacebit
Прежде всего, это будет первый лунный робот-исследователь, который будет опираться на четыре ноги, а не на колеса. Эти ноги позволят луноходу исследовать лунные трубки лавы, чего раньше никогда не было. С помощью датчика и двух камер ровер сможет собирать данные разведки и измерения этих труб и других объектов на поверхности Луны.
Конструкция Walking Rover предусматривает легкое транспортное средство, которое весит от 1 до 1,3 кг, опирается на комбинацию солнечной и аккумуляторной энергии. Он также будет построен для того, чтобы противостоять массивным колебаниям температуры, которые регулярно происходят на лунной поверхности — от 130 ° C днем и до -130 ° C ночью.
Миссия превратит Великобританию в четвертую страну, развернувшую луноход на Луну после Китая, России и США. Лучше всего, то, что данные, которые он собирает, будут доступны для общественных, коммерческих или научных целей. Запустить луноход на Луну планируется летом 2021 года в рамках трехэтапного процесса, основанного на многочисленных коммерческих партнерских отношениях.
Первый шаг будет состоять в том, что луноход будет запущен на борту ракеты «Вулкан-Кентавр», созданной Объединенным стартовым союзом (ULA). Это будет первый полет вулканского кентавра, системы тяжелого запуска, основанной на серии двигателей Blue Origin BE-4, до шести твердых ракетных ускорителей и базового ускорителя для отправки полезных нагрузок на низкую околоземную орбиту.
Впечатление художника от запуска ULA Vulcan Centaur. Предоставлено: ULA
На втором этапе луноход доставляется на поверхность на борту спускаемого аппарата «Сапсан», который будет предоставлен находящейся в Питтсбурге аэрокосмической компанией Astrobotic. Эта компания была недавно выбрана Службой коммерческих лунных полезных нагрузок НАСА (CLPS) для выполнения контракта на доставку 14 полезных грузов на Луну к 2021 году.
Третий и последний шаг будет состоять в том, что луноход будет идти в 10 метрах от Сапсана и использует свои датчики и камеру для получения данных 3D LIDAR и HD-видео, которые затем будут отправлены домой. После запуска с Космического стартового комплекса-41 на станции ВВС Кейп-Канаверал во Флориде луноход прибудет днем позже (22 октября) и в течение следующих десяти дней исследует поверхность Луны.
Как любит говорить Танасюк: «Мы должны исследовать окружающую среду и ресурсы других планет, чтобы помочь нам создать устойчивость на Земле». Первоначально предприниматель управлял успешной компанией платежной системы под названием MoneXy, который он позже продал, чтобы он мог инвестировать в космические проекты, такие как Spacebit, в этом отношении Танасюк идет по тому же пути, что и Элон Маск!
За пределами Walking Rover, Spacebit также занимается разработкой наземных элементов для космических миссий. Это включает в себя радиосвязь, наземные сети и, когда-нибудь, компоненты для управления полетами. С этой целью они установили партнерские отношения с земной станцией Гунхилли и будут использовать свою существующую сеть из 60 радиоантенн для запуска своих пилотных проектов.
Впечатление художника о Сапсане Астробиотика на Луне. К Предоставлено: Астробиотик
Есть также их Blockchain 4 Space Alliance, целью которого является применение прорывных технологий blockchain в космической отрасли. Они варьируются от умных контрактов и токенизации данных до хранилищ данных и протоколов связи — что соответствует видению компании открытого пространства для публики.
Как они указывают на своем веб-сайте, их цель состоит в том, чтобы «демократизировать доступ к космосу путем маркировки всех наших коммерческих космических миссий вокруг Земли, Луны и за ее пределами». При этом они надеются увидеть день, когда люди и крупные корпорации могут играть непосредственную роль в космических программах и извлекать из них выгоду.
Источник
Роботы типа «Федор» помогут России в освоении Луны
Почему в «Роскосмосе» заинтересовались «Федором»? Ведь изначально его создавали не космонавтом.
Александр Блошенко: Да, с самого начала робот был создан в рамках проекта «Спасатель» и ориентирован на нужды МЧС. Он приспособлен для того, чтобы работать в агрессивных условиях, опасных для человека. Мы наблюдали за ходом работ и заметили, что у «Федора» широкие возможности, которые могут быть нам интересны. И к моменту завершения проекта заключили соглашение с Фондом перспективных исследований о последующем использовании, внедрении робота для своих целей.
Насколько робот самостоятелен и как им управляют?
Александр Блошенко: У Skybot F-850 есть три различных режима работы. Первый — полностью автономный режим, когда он действует по заданной программе и с использованием искусственного интеллекта сам выстраивает свои действия так, чтобы решить какую-то задачу, — движется, производит необходимые манипуляции. Например, может управлять автомобилем, закручивать гайки, забивать гвозди. Второй вариант — это выполнение программы с корректировкой оператора. И третий, режим копирования, так называемый «аватар». На оператора надевают копирующее устройство в виде специального костюма и очки виртуальной реальности. И робот просто дублирует каждое движение оператора.
То есть научиться управлять им несложно?
Александр Блошенко: Да, просто надеваете костюм и управляете, для этого не нужно специальных навыков. Такая простота управления очень важна, когда оператор работает в стрессовых условиях. А пребывание на МКС — именно такой случай, ведь там человек находится в непривычном для себя состоянии невесомости, кровообращение и движение жидкостей в организме происходят иначе. В такой ситуации чем проще будет оперировать устройством, тем больше шансов на успех.
Почему выбран именно антропоморфный робот? Ведь есть намного более простые и дешевые машины.
Александр Блошенко: Антропоморфные роботы — это те, что по своему строению, количеству конечностей, сочленений и ряду других параметров похожи на человека. Главное преимущество такой машины в том, что под нее не нужно разрабатывать специальную оснастку и оборудование — он может пользоваться теми же инструментами, которыми пользуется человек.
«Федора» как-то специально готовили для МКС?
Александр Блошенко: 90% навыков робот получил в рамках проекта Фонда перспективных исследований — до того, как было принято решение использовать его в космосе. Изначально он рассчитан на поддержание баланса в условиях земного притяжения, задача ориентироваться и передвигаться в невесомости не ставилась. Буквально за три месяца силами разработчика, компании «Андроидная техника», мы провели доработку «Федора» под параметры МКС и условия космоса. Но многих алгоритмов еще не хватает, их еще предстоит создать и протестировать.
В чем заключается главная задача Skybot F-850 в рамках ближайшего полета на «Союзе МС-14»?
Александр Блошенко: Одна из главных научных задач эксперимента — оценить, как оператор и робот будут работать в условиях невесомости на МКС. Не стоит забывать, что оператору нужно использовать очки дополненной реальности. Даже на земле в таких очках через некоторое время человек может дезориентироваться, а без силы тяжести такой риск еще выше. В рамках серии экспериментов мы должны прийти к тому, чтобы научиться оперировать сложными устройствами как за бортом МКС, так и при использовании на поверхности Луны или каких-то других планет.
Также важно, что Skybot F-850 отправляется на МКС в рамках тестового запуска «Союз МС-14». В нем участвует модернизированная версия ракеты-носителя и модернизированный космический корабль. Они летали по отдельности, но вместе — пока нет. С учетом повышенных требований к надежности пилотируемых миссий было решено провести дополнительный пуск, прежде чем отправлять человека. И «Федор», который отправится на этом корабле в качестве полезной нагрузки, будет вести визуальное наблюдение, регистрировать параметры полета.
А что конкретно он будет делать на станции?
Александр Блошенко: Мы разработали для Skybot F-850 сценарий с типовыми операциями, который он будет выполнять в режиме копирующего управления. Это операции с отверткой, с ключами, с электрическими разъемами — все то, что обычно делают космонавты. Эти упражнения позволят продемонстрировать ту мелкую моторику, которая у робота обеспечена на самом высоком уровне. В программе «Федора» на МКС есть несколько интересных «фишек», но их мы раскроем немного позже.
Как он будет передвигаться по космической станции?
Александр Блошенко: На время полета мы отключим роботу ноги, перемещаться своим ходом он не будет. Все-таки ему предстоит находиться в закрытом и довольно тесном пространстве, которое нашпиговано сложным и дорогим оборудованием. «Федора» закрепят внутри станции, и он будет действовать верхней торсовой частью. В перспективе робот может двигаться, отталкиваясь от поручней, но это механику еще нужно просчитать, испытать и запрограммировать.
А будет ли Skybot развлекать космонавтов во время миссии?
Александр Блошенко: У него есть функция голосового помощника, он в состоянии распознавать речь и отвечать на вопросы. Он не только знает команды, но и распознает смысл сказанного вне зависимости от того, как построено предложение. Skybot F-850 оснащен интеллектуальной системой распознавания запросов и обучен подбирать ответы из заложенной в него базы данных. То есть он может выполнять роль советника, напомнить, как и какое оборудование нужно обслужить. И космонавтам не придется держать в голове сложные инструкции или долго их листать в поисках нужного пункта.
Планируется ли в дальнейшем использовать робота в открытом космосе?
Александр Блошенко: В будущем — конечно. Сейчас сложно назвать конкретный срок, но перспектива использования антропоморфных машин выглядит очень заманчивой. Последний большой выход космонавтов в открытый космос длился более семи часов, они работали на внешней обшивке «Союза». Это изматывающая стрессовая ситуация для экипажа. А если для таких работ использовать «Федора», операторы в управляющих костюмах могут находиться на борту и сменять друг друга, пока машина трудится в космосе.
На Луну антропоморфные роботы тоже полетят?
Александр Блошенко: Если говорить об освоении Луны, то в первую очередь туда полетят роботы-пионеры. Это набор не антропоморфных посадочных и орбитальных аппаратов. Они помогут решить исследовательские задачи, будут определять все нужные показатели — от сейсмической активности до радиационного фона. А когда мы дойдем до вопроса об освоении поверхности и обустройстве постоянного или периодического пребывания, то логично будет эти задачи возложить на робототехническую систему, в том числе антропоморфную. Здесь как раз и найдется место для «Федора» или его усовершенствованных версий.
Пока интервью готовилось к печати, Александр Блошенко сообщил, что проекту Skybot пожелали успеха немецкие коллеги из Института робототехники и мехатроники DLR (ведущий НИИ Германии в области робототехники). Миссию «Федора» они назвали «большим шагом в развитии космической робототехники» и выразили надежду на будущие совместные проекты в этой области.
Источник