Dallo spazio alla terra: come un astronauta della ISS aziona i robot di terra

Le agenzie spaziali si pongono spesso il problema di come controllare i veicoli spaziali da terra, ma a volte è utile poter inviare comandi anche nella direzione opposta: affinché gli astronauti nello spazio possano controllare i robot sulla Terra. Questa è l'idea alla base di una serie di test "Surface Avatar" eseguiti sulla Stazione Spaziale Internazionale (ISS) per seguire il metodo chiamato telerobotica.

Un test è stato eseguito nel 2023 dall'astronauta della NASA Frank Rubio, che era posizionato all'interno del modulo Columbus della stazione. Era in grado di controllare tre robot che si trovavano nel Centro aerospaziale tedesco (DLR) in una località vicino a Monaco.

Rubio ha controllato il trio di robot per eseguire un compito simile a quello che gli astronauti potrebbero aver bisogno di fare in una missione sulla Luna. Ha guidato i robot a rimuovere uno strumento chiamato sismometro, che rileva le vibrazioni sotterranee da un lander lunare, e a posizionarlo sul terreno, dove avrebbe dovuto essere posizionato per svolgere il suo lavoro e rilevare i terremoti lunari.

L’idea non era solo quella di testare l’aspetto della comunicazione, ma anche di vedere come un controllore umano può lavorare insieme a robot dotati di un certo grado di autonomia.

"Con Surface Avatar, stiamo combinando un approccio di teleoperazione diretta con l'autonomia supervisionata per controllare più risorse robotiche per svolgere compiti complessi: immagina un cantiere edile sulla Terra, dove una gru potrebbe lavorare insieme a un bulldozer o un escavatore per portare a termine un grosso compito, " ha affermato il capo dello Human Robot Interaction Lab dell'Agenzia spaziale europea, Thomas Krueger.

Nel recente test, Frank Rubio ha controllato i robot come una squadra: un braccio robotico di lander, un robot umanoide chiamato Rollin' Justin e un rover chiamato Interact. La varietà di forme e strumenti del robot ha aiutato Rubio a eseguire operazioni complesse durante il test, come rimuovere un perno bloccato o passare sopra un tubo campione da posizionare in un lander.

Nella serie sono previsti ulteriori test, con l'astronauta danese Andreas Mogensen pronto a gestire diversi robot della ISS una volta arrivato lì. Ciò includerà che gestirà lo stesso robot umanoide e un "cane" robot che gli ingegneri hanno chiamato Bert.

Questo futuro test coinvolgerà Mogensen nel ruolo di direttore del gruppo, inviando comandi a ciascun robot per eseguire un compito particolare mentre supervisiona la missione dalla ISS. Il sistema utilizza input come un joystick che fornisce feedback sulla resistenza per aiutare l'operatore a percepire le forze di gravità.

I robot hanno montato telecamere che inviano immagini e video alla ISS. Anche se c'è un breve ritardo di comunicazione di circa 800 millisecondi tra la Terra e la ISS, non è sufficiente a causare problemi per le operazioni quasi in tempo reale.

I creatori del test preferiscono mantenere segreti i dettagli di quale lavoro svolgeranno esattamente l’astronauta e i robot, in modo che possano vedere come rispondono alle nuove sfide e se il team può adattarsi alle mutevoli situazioni, come dovrebbero fare in futuro. una vera missione.

L’uso della telerobotica da parte degli astronauti è vitale per le future missioni, soprattutto sulla Luna. A causa del ritardo di diversi minuti nella comunicazione tra la Terra e la Luna, i controllori a terra non possono controllare i robot sulla Luna in tempo reale. L’idea è che gli astronauti potrebbero trovarsi su un veicolo spaziale in orbita attorno alla Luna, ad esempio, quindi inviare robot esploratori sulla superficie e controllarli per svolgere compiti come la raccolta di campioni scientifici.

Lo stesso principio potrebbe essere applicato ad ambienti più estremi, come Marte o anche altri corpi planetari. Ciò sarebbe particolarmente utile per ambienti che potrebbero essere potenzialmente pericolosi per gli astronauti umani a causa di fattori quali temperatura, radiazioni o condizioni meteorologiche, che i robot potrebbero essere in grado di resistere meglio.

"Siamo entusiasti di essere un passo avanti nel dare agli astronauti e agli esperti sulla Terra un'ampia gamma di possibilità per comandare e gestire squadre di diversi robot nello spazio", ha affermato il ricercatore capo del progetto, Neal Y. Lii del DLR Institute di New York. Robotica e Meccatronica. "Saremo in grado di utilizzare i nostri robot in superficie come avatar fisici e collaboratori intelligenti per eseguire compiti sempre più complessi."