211service.com
NASAs nye rovere vil være en flåte av mobile roboter som jobber sammen
Autonomous Pop-Up Flat Folding Explorer Robot (A-PUFFER) var en NASA-kampanje for å hjelpe til med å utvikle roboter for å speide regioner på månen. Teknologien blir nå brukt i et oppfølgingsprosjekt kalt CADRE. NASA/JPL
NASA utforsker et konsept for en ny flåte av mini-rovere som kan jobbe sammen for å løse problemer og ta beslutninger som en enhet. Hvis en feiler eller blir sittende fast et sted, kan de andre fortsette uten.
Som en del av Cooperative Autonomous Distributed Robotic Exploration (CADRE)-prosjektet, designer NASA-ingeniører kompakte, mobile roboter på størrelse med en skoeske (til sammenligning, Utholdenhet er på størrelse med en liten SUV) for autonomt å utforske månen og andre planeter. Disse roverne vil operere som en gruppe for å samle inn data på vanskelig tilgjengelige steder som kratere og grotter.
I et demonstrasjonsoppdrag som forventes i løpet av de neste årene, vil CADREs mini-rovere utforske månens massive lavarør – områder der det øverste jordlaget har stivnet, men lavaen fortsatt renner under. CADRE vil ta turen ut på en lander før den blir kastet ut på månens overflate.
Tanken der er at [hvis] vi har to eller tre rovere som vi kan sende, kan en av dem potensielt gå ned i et lavarør, sier Alex Schepelmann, en robotikk- og beregningsmodelleringsingeniør ved NASAs Glenn Research Center. Og vi ville i grunnen vite at den roveren ville ha vanskelig for å komme seg ut igjen.
Selv om roveren ikke forventes å komme tilbake til overflaten, sier Schepelmann, kan den fortsatt videresende informasjon til de andre medlemmene av gruppen. Så lenge roverne kunne kommunisere med hverandre, kunne oppdraget fortsette.
Relatert historie
Dette er det første bildet tatt av NASAs Perseverance Mars-rover. Nå starter jakten på livet. Etter å ha overlevd nedstigningen, sendte roveren tilbake dette bildet fra Mars-overflaten.
Ombord vil hver rover ha med seg en liten datamaskin, en trådløs radio og et stereokamera for å ta 3D-bilder. Selv om ingen av dem alene vil være i stand til å samle inn så mye data som en større ville, kan utplassering av flere samtidig redusere risikoen for et katastrofalt oppdragssvikt.
CADRE ble utviklet i NASAs Jet Propulsion Laboratory i California og testet av forskere ved Laboratoriet for simulert måneoperasjoner (SLOPE). ved NASA Glenn Research Center i Cleveland. SLOPE er det samme laboratoriet som testet VIPER (Volatiles Investigating Polar Exploration Rover), en mobil robot som skal lanseres i november 2023 og lete etter frossent vann på månen.
Et mål med prosjektet er å forhindre en gjentakelse av det som skjedde med NASAs Mars-rover, Spirit, tilbake i 2009 – marerittene for romutforskningsentusiaster.
En av to tvillingrovere sendt til motsatte sider av Mars i 2004, Spirit leverte noen av de mest detaljerte utsiktene av den røde planeten menneskeheten noensinne hadde sett. Men fem år inn i oppdraget sitt satt Spirits hjul fast i myk marsand. NASA-ingeniører jobbet i åtte måneder for å få den til å flytte, men etter flere mislykkede forsøk ble Spirit til slutt henvist til tjeneste som en stasjonær vitenskapelig plattform.
For å sikre at de nye roverne ikke setter seg fast, simulerer SLOPE de unike terrengene de må navigere, fra månens pudderholdige jord til den steinete overflaten på Mars. Forskere bruker motion capture-teknologi som involverer et par stereokameraer for å lage tusenvis av 3D-bilder som brukes til å måle hver rovers hastighet og bevegelsen til dekkene, og hjelper dem å forutsi hvordan jord kan reagere.
Dette systemet lar oss virkelig karakterisere trekkraftytelsen, sier Schepelmann. Vi kan i utgangspunktet måle hvordan hver del av roboten beveger seg.
Wolfgang Fink , en førsteamanuensis i elektro- og datateknikk ved University of Arizona som studerer autonome letesystemer, sier at selv om rovere som Curiosity og Perseverance hadde begrenset autonomi, vil overgangen til full autonomi gjennom prosjekter som CADRE tillate menneskeheten å utforske områder vi kanskje aldri ellers nå.
I gjennomsnitt tar kommunikasjonen bare sekunder å reise mellom jorden og månen, men den tiden strekker seg til minutter hvis meldingen må reise fra Mars. Så langt unna som Titan, Saturns største måne, ville kommunikasjon mellom oppdragskontroll og en hvilken som helst lander eller rover ta timer, noe som betyr at ethvert uforutsett problem kan sette hele oppdraget i fare. Jo lenger hjemmefra vi ønsker å utforske, jo mer autonomi vil bety.