НАСА добавляет элемент робототехники в свои миссии в дальнем космосе и глубоководных районах.
Что отличает глубокую воду от глубокого космоса? Ответ: «Не много» для робота. И то, и другое — трудные и требовательные условия, но, что более важно, оба они удалены от оператора машины. Чтобы сократить расходы на морской сектор, команда робототехников из Космического центра НАСА имени Джонсона в Хьюстоне решила использовать свои навыки для создания подводного робота, меняющего форму.
Ник Рэдфорд, создатель, председатель, президент и главный исполнительный директор Nauticus Robotics Inc., базирующейся в Хьюстоне, сказал: «НАСА научило нас, как объединить надежную автономию программного обеспечения с мощной аппаратной архитектурой и развертывать ее в удаленном контексте». Рэдфорд работал с Джонсоном в течение 14 лет, занимая различные должности, включая главного инженера и заместителя руководителя проекта робота-гуманоида Robonaut 2. Команда из 80 человек, которую он собрал в Nauticus, теперь включает более 20 инженеров, которые работали над этим проектом и другими роботами NASA.
По словам Рэдфорда, оператор находится далеко, имеет ограниченные возможности связи и мало знает об окружении робота, независимо от того, работает ли робот в космосе или на морском дне. Нет высокоскоростной сети передачи данных, даже если вы установите ее на космической станции и будете управлять ею с земли. Когда дело доходит до связи, космическая станция больше похожа на коммутируемое соединение. Таким образом, робот должен воспринимать и понимать свое окружение, чтобы избегать препятствий и манипулировать предметами с наименьшим количеством действий оператора.
Из-за этого инженерам Джонсона пришлось создать сложное оборудование для Robonaut 2, включая эластичные суставы, руки с сухожилиями и миниатюрные датчики нагрузки, а также системы обзора, датчики силы и инфракрасные датчики для сбора информации. Они также должны были создать программное обеспечение для распознавания изображений, алгоритмы управления и контроллеры сверхвысоких скоростей для обработки и обработки этой информации.
Партнерство НАСА и General Motors позволило Робонавту-2, роботу-помощнику астронавта на борту Международной космической станции, продемонстрировать свои способности (GM). Тем не менее, он служил испытательным полигоном для всех этих передовых роботизированных технологий. До прибытия астронавтов-людей НАСА намеревается создать роботов, которые могут выполнять опасные задачи в космосе, запускать «предварительные миссии» и не отставать от инфраструктуры, такой как предлагаемая лунная станция Gateway, когда люди недоступны. С другой стороны, GM стремилась изучить роботов, которые могли бы помочь работникам производственного сектора. В рамках этой инициативы было получено более 50 патентов, некоторые из которых уже реализованы в роботизированной перчатке, используемой на рабочем месте GM и другими компаниями.
Устранение шнура
Глубоководные роботы могут подключаться к операторам через кабель, что обеспечивает жесткий контроль и высокоскоростную передачу данных, в отличие от роботов в космосе. Но, по словам Рэдфорда, это стоит примерно 100 000 долларов и ежедневно генерирует 70 метрических тонн выбросов парниковых газов для персонала и эксплуатации огромного вспомогательного судна на поверхности. Позволив своим роботам работать практически без надзора из командного центра на далеком побережье, Nauticus перерезает этот шнур.
Символический робот компании Aquanaut ярко-оранжевого цвета, полностью электрический и размером примерно со спортивный автомобиль. На пути к месту назначения «Акванавт» напоминает пропеллерную торпеду. Когда это происходит, нос поднимается вверх, открывая набор камер и других датчиков, которые теперь обращены вперед, и его оболочка открывается. Две руки раскачиваются, заканчиваясь когтями, которые могут держать различные орудия. Чтобы протестировать робота в 2019 году, команда вернулась к Джонсону и использовала огромный тренировочный бассейн для космонавтов Лаборатории нейтральной плавучести. Здесь робот мог проверить свои системы перед операторами и камерами.
Плавающий фактотум
Рэдфорд подчеркнул, что подводный робот способен выполнять множество задач и что Aquanaut создан для адаптации. Морская добыча нефти и газа является явной целью из-за огромного количества подводного оборудования, которое требует осмотра и обслуживания. Однако энергия ветра — самая быстрорастущая отрасль океана. По словам Рэдфорда, к 2030 году планируется запустить около 25 000 морских ветряных турбин; каждый из них потребует обслуживания и осмотра.
Аквакультура, или производство рыбы, креветок и других морепродуктов, быстро расширяется в ответ на резкое сокращение популяций диких рыб. По словам Рэдфорда, сети и клетки на этих подводных фермах требуют регулярной чистки и проверки.
Управление портами, обслуживание подводных линий связи, морская добыча редких полезных ископаемых и использование в обороне – это дальнейшие перспективы карьеры. По оценкам Рэдфорда, морской сектор в целом оценивается примерно в 2,5 триллиона долларов.
Nauticus намеревалась создать 20 дополнительных Aquanauts в течение следующих трех лет после производства двух в начале 2022 года. Вместо того, чтобы продавать их, корпорация в основном использовала их для предоставления недорогих услуг. Nauticus разрабатывает судно, получившее название Hydronaut, которым можно управлять дистанционно или которое может путешествовать самостоятельно для действий, требующих помощи на поверхности.
Рэдфорд хочет, чтобы прозвище Nauticus было синонимом океанской робототехники, использующей космические технологии для решения морских проблем. Пространство прекрасно, потому что оно кажется экзистенциальным; это далеко, и люди хотят исследовать это. Тем не менее, здесь, в воде, есть много настоящих проблем, и нам нужно больше инноваций в «голубой экономике».
Передача технологий из НАСА бизнес-сектору имеет долгую историю. Чтобы показать более широкие преимущества приверженности Америки своей космической программе, журнал агентства Spinoff демонстрирует технологии НАСА, которые превратились в коммерческие товары и услуги. Дополнительный доход представляет собой журнал, выпускаемый Программой передачи технологий (STMD) Управления космических технологий НАСА.
Пост «Из глубокого космоса в глубокое море, НАСА делает поворот в области робототехники» впервые появился на .
