Когда люди, путешествующие по космосу, прибудут на какую-нибудь чужую планету, вероятно, первыми на поверхность этой планеты опустятся роботы-исследователи. В настоящее время астронавты, находящиеся на борту Международной космической станции (МКС), используя джойстики и элементы экзоскелетов, тренируются в навыках удаленного управления колесными роботами и роботами-андроидами, находящимися на Земле.

Эти исследования являются практикой и приобретением опыта для будущих миссий на Луну, Марс или астероиды Солнечной системы.Европейское космическое агентство (ЕКА) специально для этих целей разработало и изготовило четырехколесного робота Eurobot, оборудованного двумя руками-манипуляторами. Ролью этого робота в освоении космического пространства будет роль пионера-первопроходца, управление которым будет вестись из космоса дистанционным путем. В настоящее время команда МКС пытается освоить управление роботом Eurobot, находясь на высоте более 300 километров от поверхности Земли и используя для этого компьютер с подключенными к нему джойстиками и дополнительными экранами.

«Международная космическая станция является прекрасной орбитальной платформой для моделирования очень реалистичной обстановки и ситуаций, с которыми придется столкнуться человеку при исследовании чужих космических объектов» – рассказал Ким Нергэард (Kim Nergaard), координирующий со стороны ЕКА выполнение программы Multi-purpose End-To-End Robotic Operations Network (Meteron).

Но все, что реализовано на сегодняшний день, является лишь только первым шагом в этом направлении. Следующими этапами будут использование специальных перчаток или частей экзоскелета в качестве элемента управления для систем, управляющих манипуляторами роботов. Использование подобных элементов позволит астронавтам действовать манипуляторами роботов так, как будто это его собственные руки. Всевозможные датчики и устройства, установленные как на манипуляторах роботов, так и на элементах дистанционного управления, могут обеспечить полную обратную связь, что позволит астронавтам чувствовать силу прикосновения и регулировать усилие манипулятора.

«Имея такие «ощущения», астронавты будут получать картину реальных сил и воздействий, которые испытывают руки роботов в окружающей их среде чужого космического объекта» – сказал Андрэ Шиле (Andre Schiele), глава лаборатории ЕКА Telerobotics & Haptics Laboratory.

Одним из дальнейших этапов реализации программы ЕКА Meteron будет использование робота-андроида Justin, разработка и изготовление которого проводится сейчас в стенах Немецкого космического агентства (German Aerospace Center, DLR). Согласно имеющейся информации, окончательная готовность робота Justin к работе ожидается через два-три года, после чего управление этим роботом на какое-то время перейдет в руки астронавтов, находящихся на борту МКС.

Система технического зрения планетохода для EUROBOT Ground Prototype

В июле 2008 года Европейское космическое агентство начало разработку нового проекта под названием EUROBOT Ground Prototype (EGP, Наземный прототип EUROBOT). EUROBOT это робот высотой с человеческий рост, имеющий три руки и разработанный специально в целях транспортировки или для помощи астронавтам в выполнении текущих рутинных заданий. Одним из возможных использований может быть помощь астронавтам во время работы за пределами космического корабля, более известной как выход в открытый космос.

вставить видео сюда.

После проведения открытых торгов Европейское космическое агентство отдало проект EGP консорциуму, возглавляемому Thales Alenia Space (Италия). В рамках этого амбициозного проекта Joanneum Research, как субподрядчик GMV, отвечает за искусственную систему технического зрения, GMV берет на себя инициативу разработки вездеходной платформы высокой подвижности EGP, а Федеральный институт технологий (ETHZ, Швейцария), как другой субподрядчик GMV, разрабатывает самоходную платформу.

3D-модель EUROBOT Ground Prototype (Credits:ETH Zürich/Thales Alenia Space Italy/GMV)

3D-модель EUROBOT Ground Prototype, помещенная на цифровую модель местности (DEM), полученную и обработанную системой технического зрения планетохода (Модель планетохода: Thales Alenia Space Italy, DEM: Joanneum Research)

Карта опасных мест (белые зоны)

Eurobot EGP, Credits: GMV

На этой новой стадии Европейское космическое агентство более внимательно присматривается к концепции «кентавра», включающей двурукого шарнирного робота, установленного на самоходной платформе высокой подвижности. Получающаяся в результате вездеходная система EGP должна быть автономной. Следовательно она должна быть способной перемещаться по поверхности, аналогичной поверхностям Луны или Марса, к любой точке, указанной с Земли, или выполнять вербальные приказы астронавта. Это в итоге требует наличия стереосистемы технического зрения, которая образуется двумя камерами высокого разрешения на передвижной опоре, способными производить съемку в диапазоне 360º, и формирует карты зоны, покрываемой планетоходом.

Все это выполняется посредством 400-килограммовой вездеходной платформы, способной перевозить 180-кг робота и 150-кг груз. Кроме того, система может перевезти еще и 150-кг астронавта. Это доводит общий вес планетохода до 880 кг при перемещении на невысокой скорости около 4-5 км/час. Поэтому планетоход будет снабжен мощными двигателями по 200 Н*м, имеющими максимально возможный момент.
Как мозг всей системы планетохода, GMV разрабатывает модули наведения, навигации и управления (GNC), которые ищут наилучшую траекторию между двумя точками, огибая препятствия и оптимизируя время перемещения. При создании траектории эти модули основываются на цифровой модели местности (DEM) и карте опасных мест, предоставляемой системой технического зрения Joanneum Research.

Задачи Joanneum Research, связанные с аппаратным обеспечением проекта:

• Проектирование системы технического зрения планетохода
• Интеграция оборудования (Подвижная опора (поворотное устройство) и камеры)
• Настройка системы технического зрения планетохода

Задачи Joanneum Research, связанные с программным обеспечением проекта:

• Обработка команд от модуля наведения, навигации и управления (GNC)
• Создание цифровой модели местности (DEM) на основе стереозрения в диапазоне 360° вокруг EGP
• Составление карт опасных мест и уклонов в режиме реального времени, на основе стерео зрения низкого разрешения
• Обновление положения планетохода и его ориентации на основе серии последовательных изображений
• Прокладка маршрута и интерактивная локализация астронавта вблизи планетохода

Длительность проекта

2008 — 2009

Основные партнеры

• Thales Alenia Space Italy http://www.thalesaleniaspace.com
• Dutch Space http://www.dutchspace.nl/
• GMV http://gmv.com
• Sener http://www.sener.es
• Selex Galileo http://www.selex-sas.com
• ETH Zürich Autonomous Systems Lab http://www.asl.ethz.ch/research/index

Финансирование

• ESA http://www.esa.int

Категория: ESA | Нет комментариев »

Комментарии