NASA тестирует возможности системы, включающей простых роботов, структурные строительные блоки и интеллектуальные алгоритмы для создания функциональных, крупномасштабных структур, что в конечном итоге позволит автономно создавать инфраструктуру в космосе.
Будущие длительные космические экспедиции на Луну, Марс и другие планеты потребуют создания крупномасштабной инфраструктуры, такой как солнечные электростанции, башни связи, жилые пространства и т.д. Чтобы обеспечить долгосрочное присутствие в дальнем космосе, необходимо иметь возможность строить и обслуживать такую инфраструктуру на месте, а не отправлять с Земли громоздкие предварительно собранные конструкции.
Команда NASA запустила проект Automated Reconfigurable Mission Adaptive Digital Assembly Systems (ARMADAS) для удовлетворения этой потребности. В системе используются различные типы червеобразных роботов, которые могут собирать, ремонтировать и изменять конфигурацию конструкционных материалов. Роботы могут выполнять свою работу на орбите, на поверхности Луны или на других планетах - еще до прибытия людей.
Исследователи провели лабораторную демонстрацию технологии ARMADAS и проанализировали работу системы. В ходе испытаний три робота автономно работали в команде, чтобы построить конструкцию убежища используя сотни строительных блоков. Результаты исследования были опубликованы в журнале Science Robotics.
"Эксперимент по наземной сборке продемонстрировал важнейшие составляющие системы: масштабируемость и надежность роботов, а также их производительность. Этот тип испытаний является ключевым для совершенствования технологии для применения в космосе", - говорит Кристин Грегг, главный инженер проекта.
“Возможности адаптации позволяют повторно использовать систему для различных целей, включая те, которые используют аппаратные средства от завершенных работ, что снижает стоимость новых миссий, - говорит Кенни Чунг, главный исследователь ARMADAS. - "Цифровые системы сборки" означают использование дискретных строительных блоков, как физический аналог цифровых систем, которые мы используем сегодня".
Система ARMADAS может использовать небольшой набор трехмерных строительных блоков, так называемых вокселей, для формирования практически любой структуры. Воксели, использованные в демонстрации, были изготовлены из прочных и легких композитных материалов, сформированных в кубооктаэдр.
"Удивительно, насколько прочными и жесткими являются эти системы, учитывая их внешний вид, - говорит Чунг. - Создание больших структур из небольших строительных блоков позволяет нам использовать хорошие материалы по минимальной цене. Размер структур, которые можно создавать, ограничивается только количеством строительных блоков, которые можно поставлять".
Для демонстрации команда ARMADAS предоставила планы структуры, но не управляла работой роботов. Планированием задач роботов занимались программные алгоритмы. Перед началом работы система отработала последовательность сборки в симуляции.
Во время работы два робота перемещались по внешней стороне конструкции, перемещая по одному вокселю. Один робот забирал воксели со станции снабжения и передавал их второму роботу, который, в свою очередь, размещал каждый его на целевом месте. Третий робот перемещается по внутреннему пространству вокселей и крепит каждый новый воксель к остальной конструкции.
"Поскольку роботы выравнивают каждый маленький шаг по структуре, которая, по сути, представляет собой 3D-сетку, простые алгоритмы с низкими требованиями к вычислениям и зондированию могут достичь целей высокого уровня автономности. Система строит и исправляет ошибки самостоятельно, без использования машинного зрения или внешних средств измерения", - говорит Грегг.
В будущем планируется расширить библиотеку элементов, с которыми работают роботы, включив в нее солнечные панели, электрические соединения и многое другое. Каждый новый тип модуля значительно расширит возможности применения, потому что роботы смогут комбинировать и сочетать их для удовлетворения конкретных потребностей и мест.
Комментарии
(0) Добавить комментарий