Еще в ноябре астронавт ЕКА Лука Пармитано вошел в историю, приняв команду ровера с Международной космической станции (МКС). В рамках экспериментов Analog-1 этот подвиг стал возможен благодаря инфраструктуре команд «космического интернета» и настройке управления с обратной связью. Это позволило Parmitano дистанционно управлять ровером на расстоянии 10 000 км (6 200 миль), вращаясь вокруг Земли со скоростью 8 км / с (28 800 км / ч; 17 900 миль в час).
Эти эксперименты, являющиеся частью программы ЕКА по многоцелевой роботизированной оперативной сети (METERON), проводились в ангаре в Валкенбурге, Нидерланды, недалеко от Европейского научно-технического центра ESA (ESTEC). Первое испытание, которое произошло 18 ноября, было связано с тем, что Пармитано направил марсоход через полосу препятствий, предназначенную для того, чтобы выглядеть и чувствовать поверхность Луны.
В ходе испытаний была подтверждена сложная сеть управления, а также средства управления, которые обеспечивают астронавтам чувство осязания. Во втором испытании, которое состоялось 25 ноября, участвовал марсоход, проходящий через полностью смоделированную лунную среду, собирающий и собирающий образцы горных пород. Этот тест оценивал способность удаленно управляемого ровера проводить геологические исследования инопланетных миров.
Как сказал в недавнем пресс-релизе ESA инженер ESA Кжетил Вормнес, возглавляющий тестовую кампанию Analog-1:
«Представьте, что робот - это аватар Луки на Земле, предоставляющий ему зрение и осязание. Он был оборудован двумя камерами - одна на ладони, другая на маневренной руке, чтобы позволить Люке и ученым, находящимся в отдаленных местах, наблюдать за окружающей средой и наблюдать за камнями ».
Используя устройство обратной связи по силе Sigma 7 (которое дает пользователю шесть степеней свободы) и пару мониторов, Parmitano проводил ровер по узким дорожкам, чтобы добраться до трех разных мест отбора проб и выбрать камни для анализа. Все это время группа экспертов-геологов из Европейского центра астронавтов (EAC) в Кельне, Германия, поддерживала с ним связь и консультировала его, какие породы являются перспективными объектами исследований.
Впервые такого рода технологии использовались на МКС для управления роботом на земле. Он также основан на предыдущем проекте, проводимом ЕКА, предназначенном для ознакомления космонавтов с геологическими исследованиями. Как отметила Джессика Гренуйо, руководитель проекта METERON в Группе исследовательских систем ЕКА:
«Мы получили пользу от предыдущих тренировок Луки в рамках нашей программы Pangea, которая дала астронавтам практический опыт в геологии. Это очень помогло провести эффективную дискуссию между командой и учеными ».
Двухсторонняя линия управления между ровером и МКС стала возможной благодаря спутникам связи, размещенным на геостационарной орбите (ГСО). Они подключили Parmitano к EAC и к ангару, где проходил тест, с задержкой (или задержкой во времени) всего 0,8 секунды. Благодаря революционному интерфейсу, Лука смог почувствовать, как робот касается земли или поднимает камень.
Аппаратное и программное обеспечение METERON, использованное в этих экспериментах, было разработано Лабораторией взаимодействия человека с роботом ESA, расположенной в Нордвейке, Нидерланды. Поддержка была оказана Институтом робототехники и мехатроники Немецкого аэрокосмического центра (DLR), который отвечал за интеграцию управляющего программного обеспечения и оптимизацию обратной связи системы с учетом временной задержки.
Инженер-робот ESA Томас Крюгер, глава лаборатории HRI, объясняет:
«Для этого сценария исследования, включающего относительно короткую временную задержку, мы смогли объединить относительные преимущества людей и роботов: человека за его способность справляться со сложными и неструктурированными средами и принятия решений, и ловкого робота, способного справиться с суровыми условиями и точно выполнять команды своего оператора.
«Расширяя возможности оператора с помощью обратной связи по силе и интуитивно понятного управления, мы можем сделать невозможными ранее невозможные задачи управления роботом и открыть новые методы исследования пространства. Теперь мы заинтересованы в анализе данных и обратной связи от Луки, чтобы увидеть детали его работы, а также выяснить, где мы можем улучшить и подготовить планы будущих исследований ».
Эксперименты «Аналоговый-1» являются последними в серии все более сложных испытательных кампаний METERON с участием человека и робота с участием МКС. Первый тест с обратной связью по силе (который включал одну степень свободы) был проведен еще в 2015 году в рамках эксперимента Haptics-1. За этим последовал в 2016 году эксперимент DLR Kontur-2 с двумя степенями свободы. Все они завершились последними экспериментами с шестью степенями свободы.
Следующий шаг произойдет где-то в следующем году и будет включать в себя симуляцию на открытом воздухе в луноподобной среде (в настоящее время она находится в TBD). Для этого этапа испытаний марсоход будет собирать и исследовать образцы местных пород в сценарии, разработанном так, чтобы максимально приблизиться к полному лунному полету.
Когда в ближайшем будущем роботов-исследователей отправят на Луну и Марс, METERON позволит астронавтам управлять ими из орбитальных мест обитания, таких как Лунные Ворота и Базовый лагерь Марса, вместо того, чтобы отправлять сигналы с Земли. Эта технология также позволит исследовать недоступные или потенциально опасные условия, недоступные астронавтам.
Обязательно посмотрите это видео о последнем тесте Analog-1, любезно предоставленное ESA:
