Marraskuussa ESAn astronautti Luca Parmitano teki historian johtamalla roveria kansainvälisestä avaruusasemalta (ISS). Osana Analog-1-kokeiluja, tämä saavutus tehtiin mahdolliseksi “avaruus-Internet” -komentoinfrastruktuurin ja voima-palautteen ohjauksen asetusten avulla. Tämän ansiosta Parmitano pystyi kauko-ohjaamaan kiskoa 10 000 km (6200 mi) päässä kiertäen maata nopeudella 8 km / s (28 800 km / h; 17 900 mph).
Nämä kokeet, jotka ovat osa ESAn monikäyttöistä kokonaisvaltaista robottioperaatioverkkoa (METERON), toteutettiin aulassa Valkenburgissa Alankomaissa - lähellä ESAn Euroopan tiede- ja teknologiakeskusta (ESTEC). Ensimmäinen testi, joka tapahtui 18. marraskuuta, koski Parmitanoa ohjaamassa roveria esteväylän läpi, joka oli suunniteltu näyttämään ja tuntumaan Kuun pinnalta.
Testit validoivat hienostuneen ohjausverkon sekä ohjaimet, jotka tarjoavat astronautteille kosketustunnon. Toisessa kokeessa, joka pidettiin 25. marraskuuta, osallistui rover, joka navigoi täysimittaisessa simuloidussa kuunympäristössä, poimi ja keräsi kallionäytteitä. Tässä testissä arvioitiin etäohjatun roverin kykyä suorittaa geologisia tutkimuksia vieraissa maailmoissa.
Kuten ESA: n insinööri Kjetil Wormnes, joka johtaa Analog-1-testikampanjaa, sanoi äskettäisessä ESA: n lehdistötiedotteessa:
”Kuvittele robotti Lucan avatarina maan päällä tarjoamalla hänelle sekä näköä että kosketusta. Se oli varustettu kahdella kameralla - toinen kämmenessä, toinen ohjattavassa käsivarressa -, jotta Luca ja etäällä sijaitsevat tutkijat voivat tarkkailla ympäristöä ja saada lähikuva kallioille. ”
Parmitano ohjasi roveria kapeiden reittien läpi Sigma 7 -voimapalautuslaitteella (joka antaa käyttäjälle kuusi vapausastetta) ja monitoriparilla päästäkseen kolmeen erilaiseen näytteenottopaikkaan ja valita kivet analysoitavaksi. Koko ajan Saksaan Kölnissä sijaitsevassa Euroopan astronautikeskuksessa (EAC) sijaitsevan geologian asiantuntijoiden ryhmä oli yhteydessä häneen ja neuvoi häntä, mitkä kivet lupaavat tutkimuskohteita.
Tämä oli ensimmäinen kerta, kun tällaista tekniikkaa on käytetty ISS: ssä ohjaamaan robotti maassa. Se rakensi myös aiempaan ESAn toteuttamaan projektiin, jonka tarkoituksena oli tutustua astronautteihin geologisista tutkimuksista. Kuten Jessica Grenouilleau, ESERin Exploration Systems -ryhmän METERON-projektin vetäjä, ilmoitti:
”Meillä oli hyötyä Lucan aikaisemmasta koulutuksesta Pangea-ohjelman kautta, joka antoi astronauteille käytännön kokemusta geologiasta. Se auttoi erittäin paljon tehokkaassa keskustelussa miehistön ja tutkijoiden välillä. "
Kaksisuuntainen ohjauslinkki roverin ja ISS: n välillä tehtiin mahdolliseksi geostationaariselle kiertoradalle (GSO) sijoitettujen tietoliikennesatelliittien avulla. Ne yhdistivät Parmitanon EAC: hen ja edelleen angaariin, jossa testi tapahtui, ja latenssilla (tai viiveellä) vain 0,8 sekuntia. Vallankumouksellisen käyttöliittymän ansiosta Luca pystyi tuntemaan robotin koskettavan maata tai poimimaan kallion.
Näissä kokeissa käytetty METERON-laitteisto ja -ohjelmisto on kehitetty ESA: n ihmisrobotien vuorovaikutuslaboratoriossa, joka sijaitsee Noordwijkissa, Alankomaissa. Tukea tarjosi Saksan ilmailu- ja avaruuskeskuksen (DLR) robotti- ja mekatroniikkainstituutti, joka vastasi ohjausohjelmistojen integroinnista ja järjestelmän palautteen optimoinnista aikaviiveen huomioon ottamiseksi.
ESA: n robottiinsinööri Thomas Krueger, joka johtaa HRI Labia, selittää:
”Tätä tutkimuksen skenaariota varten, johon liittyy suhteellisen lyhyt aikaviive, olemme pystyneet yhdistämään ihmisten ja robottien suhteelliset edut: ihmisen kyvystä selviytyä monimutkaisista ja jäsentämättömistä ympäristöistä ja päätöksenteosta, ja rikkaan robotin, joka kykenee selviytyä vaikeista ympäristöistä ja suorittaa käyttäjän käyttäjän komennot tarkasti.
”Parantamalla käyttäjän kokemusta voimapalautteella ja intuitiivisella ohjauksella voimme tehdä aiemmin mahdottomista robottihallintatehtävistä toteuttamiskelpoisia ja avata uusia menetelmiä tilan tutkimiseksi. Pyrimme nyt analysoimaan Lucan tietoja ja palautetta nähdäksemme yksityiskohdat hänen suorituksestaan ja saadaksesi selville, missä voimme parantaa ja valmistella tulevia etsintäsuunnitelmia. ”
Analog-1-kokeet ovat uusimmat sarjassa asteittain haastavampaa METERON-ihmisen robotti -testauskampanjaa, johon sisältyy ISS. Ensimmäinen voimapalaute (joka sisälsi yhden asteen vapauden) suoritettiin vuonna 2015 osana Haptics-1-kokeilua. Tätä seurasi vuonna 2016 DLR: n Kontur-2: n kahden asteen vapauskoe. Kaikki nämä huipentuivat viimeisimpiin kuuden asteen vapauskokeisiin.
Seuraava vaihe tapahtuu joskus ensi vuonna, ja siihen sisältyy ulkosimulaatio Kuun kaltaisessa ympäristössä (sijaitsee tällä hetkellä TBD). Tätä testausvaihetta varten rover kerää ja tutkii paikallisia kivinäytteitä skenaariossa, joka on suunniteltu muistuttamaan koko kuun pinta-alaa mahdollisimman tarkasti.
Kun robottimatkailijoita lähetetään kuuhun ja Marsiin lähitulevaisuudessa, METERON antaa astronautien hallita heitä kiertoradan elinympäristöistä - kuten Lunar Gateway ja Marsin tukileiri - sen sijaan, että heidän pitäisi lähettää signaaleja aina maasta. Teknologia mahdollistaa myös sellaisten pääsyjen tai mahdollisesti vaarallisten ympäristöjen tutkimiseen, joihin astronautit eivät pääse.
Katso myös tämä video viimeisimmästä Analog-1 -testistä, ESA: n luvalla:
