ЭКА

Астронавт Фрэнк Рубио на борту Международной космической станции сотрудничал с небольшой командой роботов на Земле, чтобы выполнить сложную задачу — первое испытание нового подхода к объединению возможностей человека и роботов для нашего возвращения на Луну и за ее пределы.

Двухчасовое испытание телеробототехники проходило в моделируемой планетарной среде в Немецком аэрокосмическом центре DLR в Оберпфаффенхофене недалеко от Мюнхена. Работая из европейского модуля «Колумбус», астронавт НАСА Фрэнк Рубио приказал трем роботам снять сейсмометр с лунного корабля и разместить его на земле для обнаружения лунных землетрясений.

Фрэнк работал надзирателем в команде роботов, работая по принципу «укажи и щелкни». При необходимости он брал на себя прямое управление, используя устройство силовой обратной связи. Роботизированный посадочный манипулятор DLR был объединен с роботом-гуманоидом Rollin 'Justin от DLR и четырехколесным двуруким марсоходом Interact от ЕКА.

Цель состоит в том, чтобы пролить свет на то, что нужно астронавтам при работе с роботами с различными уровнями независимости, известными как «масштабируемая автономия». Такой подход позволяет астронавтам иметь больше контроля над роботами.

В сценарии испытаний, первом в серии «Поверхностный аватар», из посадочного модуля пришлось вынуть застрявший штифт, прежде чем Джастин смог установить сейсмометр. Тем временем марсоход Interact был поврежден землетрясением во время операции по отбору проб с поверхности, поэтому Джастину пришлось извлечь образец и поместить его на посадочный модуль.

В итоге Фрэнк выполнил все задачи вовремя, а также предоставил команде ценные отзывы об особенностях пользовательского интерфейса и роботов. Они будут реализованы и проверены на следующем сеансе Surface Avatar в январе 2024 года.

Это первое испытание открывает путь к следующему испытанию «Поверхностного аватара» с участием более крупной команды роботов, которое планируется провести датским астронавтом ЕКА Андреасом Могенсеном во время его миссии «Хугинн» в конце этого года.

Расстояния космических полетов делают непрактичным прямое дистанционное управление роботами на Луне или других планетарных поверхностях с Земли. Вместо этого идея состоит в том, чтобы астронавты на орбите управляли этими роботами – чтобы исследовать и действовать на Луне, а затем и в других инопланетных средах, без затрат и риска приземления.

«Наш проект METERON, реализованный совместно с DLR, доказал осуществимость этого метода управления с силовой обратной связью с местной орбиты, расширившись до работы с астронавтами на МКС и завершившись кампанией на открытом воздухе в луноподобной среде горы Этна на Сицилии», — объясняет Томас Крюгер, руководитель Лаборатории взаимодействия человека и робота Европейского космического агентства, сотрудничающей с Институтом робототехники и мехатроники DLR.

«В Surface Avatar мы сочетаем подход прямого телеуправления с контролируемой автономией для управления несколькими роботизированными активами для выполнения сложных задач: представьте себе строительную площадку на Земле, где кран может работать вместе с бульдозером или экскаватором для выполнения большой задачи.

«С помощью этого тестирования мы хотим выяснить, как астронавты действуют на практике. Какой режим управления они выбирают? Обладают ли они ситуационной осведомленностью, видя мир глазами нескольких роботов? И какие суждения они выносят в своей голове о том, как действовать?»

Сценарий тестирования «Поверхностного аватара» предполагает относительно структурированную среду наземной базы планеты, где роботы уже знают, как взаимодействовать с некоторыми объектами вокруг них и другими роботами, находящимися на месте. Таким образом, дисплей дополненной реальности выдает список опций для выбора контроллером.

Если желаемая опция недоступна, космонавт переключается на прямое управление, точно ощущая то, что испытывает рука робота, через устройство управления с силовой обратной связью, обеспечивающее высокий уровень точности.

«Мы рады стать на шаг ближе к предоставлению астронавтам и экспертам на Земле широкого спектра возможностей для командования и управления группами различных роботов в космосе», — говорит главный исследователь Нил Ю. Лии из Института робототехники и мехатроники DLR. «Мы сможем использовать наших роботов на поверхности в качестве своих физических аватаров и интеллектуальных коллег для выполнения еще более сложных задач».