Новые роботы, предназначены для исследования планет в команде⁠⁠

Личное мнение:
Перспективная идея. Работа в команде с взаимозаменяемыми функциями. Можно представить и развитие идеи - возможность «каннибализма» поломанных собратьев и конструирование «по ходку дела» нужного из доступного. Это потребует разработки унифицированной универсальной платформы, позволяющей работать с заменяемыми приборами и инструментами. У подобного подхода есть минусы - универсальные решения работают хуже специализированных, избыточность связана с большой массой, высоким энергопотреблением и сложностью управления. Поэтому на данном этапе резервирование идет за счет изготовления второго экземпляра. Делают, как правило, два экземпляра. Так работали советские луноходы и американские марсоходы. А Луне сейчас летит индийский близнец, после того как разбился первый. Идея «роя» реализована в природе повсеместно, люди весьма характерный пример - мало что могут по одиночке.

Даже если один робот выйдет из строя, остальные члены команды смогут компенсировать его потерю.

ЭЛИЗАБЕТ РЕЙН - 21.07.2023, 20:56
Первоисточник

Изображение роботов, исследующих имитированную инопланетную среду.ETH Zurich / Такахиро Мики

Хотя марсоходы совершили невероятные открытия, их колеса могут задержать продвижение, а сложный рельеф местности может привести к повреждениям. Ничто не заменит такую вещь, как Perseverance, но иногда марсоходам не помешало бы проявить инициативу, и они могли бы получить ее от небольшого роя четвероногих роботов.

Они выглядят как гигантские металлические насекомые, но трио любых роботов, созданных исследователями из ETH Zurich, было протестировано в условиях, максимально приближенных к суровому лунному и марсианскому рельефу. Роботы, способные ходить, могут помочь будущим марсоходам и снизить риск повреждения острыми краями или потери сцепления с рыхлым реголитом. Ноги не только помогают им буквально перешагивать препятствия, но и эти боты способны эффективно работают в команде. Каждый из них специализирован для выполнения определенных функций, но при этом достаточно гибок, чтобы заменять друг друга — если у одного что-то выйдет из строя, другие могут взять на себя его задачи.

«Наша технология может позволить роботам исследовать научно преобразуемые цели на Луне и Марсе, которые в настоящее время недостижимы с помощью колесных систем роверов», - говорится в исследовании группы, недавно опубликованном в Science Robotics.

Трое в своем роде

Команда ETH Zurich спроектировала каждого из трех своих полуавтономных роботов таким образом, чтобы они могли работать как независимо, так и вместе. Они были достаточно специализированы для выполнения конкретных задач, но также достаточно похожи, чтобы заменить друг друга, если один из них выйдет из строя. Поскольку они не могли работать автономно, было необходимо некоторое участие ученых и операторов-людей.

У каждого робота был лидар (датчик обнаружения света и дальности). Однако, помимо лидара и ног, каждая модель имела некоторые отличия. Основной целью модели Scout было обследование окружающей среды с помощью RGB-камер. Этот робот также использовал другой тепловизор для картографирования регионов и представляющих интерес объектов с помощью фильтров, пропускающих различные области светового спектра. Во время демонстрации Scout передал свои изображения команде планетологов и операторов, которые решили, какие области наиболее пригодны для исследования.

Преимуществом модели Scientist была рука, оснащенная MIRA (мгновенным рамановским анализатором Metrohm) и MICRO (микроскопическим визуализатором). MIRA смогла идентифицировать химические вещества в материалах, найденных на поверхности демонстрационной площадки, на основе того, как они рассеивали свет, в то время как микропроцессор на ее запястье отображал их вблизи. Hybrid был чем-то средним, помогая разведчику и ученому с измерениями научных объектов, таких как валуны и кратеры.

Команда мечты будущего

Успех этой команды был обусловлен избыточностью. Хотя у каждого робота были свои особенности, у всех трех были общие аппаратные и программные возможности. Вероятность сбоя повлияла на конструкцию роботов. Если у кого-то возникнут проблемы, избыточные функции позволят любому из двух оставшихся создать резервную команду, продолжая использовать свои специализированные функции для выполнения собственных задач.

Роботы тестировались на одном испытательном полигоне, похожем на поверхность Луны, и на двух, очень похожих на поверхность Марса, все в рамках программы ESA / ESRIC Space Resources Challenge (SRC) в Альзетте, Люксембург. Примечательно, что три робота исследовали аналог южного полюса Луны, где в конечном итоге приземлятся астронавты Artemis 3.

Для астронавтов может быть опасно отправляться в определенные районы, поэтому роботы могут понадобиться для исследования опасных территорий. Вот почему роботам приходилось сталкиваться с препятствиями - от кратеров, валунов и рыхлого реголита до слоев застывшей лавы.

На местности, максимально приближенной к лунной, роботы исследовали объекты, представляющие наибольший научный интерес, и отправляли данные обратно для дальнейшего (человеческого) анализа. Они прошли через аналогичные испытания на другом лунном аналоге и в карьере, который был марсианским аналогом и ранее использовался для тестирования марсохода ExoMars.

Исследователи хотят продолжать предоставлять этим ботам улучшения, такие как полная автономность, чтобы они могли работать и перераспределять задачи самостоятельно. «Более высокий уровень автономии дополнительно улучшит масштабируемость системы для приложений с еще более сложной коммуникацией, таких как исследование Марса», - также говорится в исследовании.

В будущем роботы на ножках могут присоединиться к марсоходам и воздушным планетарным аппаратам, проникая в труднодоступные районы, недоступные марсоходам, и повышая эффективность исследований. Командная работа действительно может воплотить в жизнь пресловутую мечту в космосе.

Научная робототехника, 2023. DOI: 10.1126/scirobotics.ade9548 (О DOI).

Элизабет Рейн - человек, который пишет. Ее работы появлялись на SYFY WIRE, Space.com Live Science, Grunge, Den of Geek и Forbidden Futures. Когда она не пишет, она либо меняет форму, либо рисует, либо косплеит персонажа, о котором никто никогда не слышал. Подписывайтесь на нее в Twitter @quothravenrayne.