El següent pas per operar robots des de l’espai

A punt quan siguis!

L’experiment Surface Avatar és una col·laboració amb l’Agència Espacial Alemanya (DLR) amb tres robots diferents que es preparen per anar a treballar al Centre d’Operacions Espacials Alemany (GSOC) de DLR a Oberpfaffenhofen, Alemanya: un sistema d’aterratge amb un braç robòtic que podria carregar i descarregar mostres, un robot humanoide anomenat Rollin’ Justin i un robot “gos” anomenat Bert. Al cor tècnic de l’ESA, ESTEC, als Països Baixos, s’està preparant un quart robot, un rover amb dos braços robòtics. Aviat estaran tots junts al GSOC, preparats per al següent pas de la telepresència robòtica, on els robots esdevenen una extensió de l’operador.

Andreas controlarà el grup de robots de l’Estació Espacial Internacional durant la seva missió Huginn, per completar una sèrie de tasques complexes.

“Els detalls de les tasques es mantenen en secret ja que part de l’experiment és veure com Andreas comanda els robots amb poca preparació, un repte addicional per als enginyers i l’astronauta perquè l’experiment sigui encara més realista”. va dir Marco Sewtz, investigador en percepció i cognició de DLR.

Autonomia supervisada

Andreas serà el supervisor del grup, donant a cada robot una tasca per realitzar, mentre manté la visió general de la situació al seu ordinador orbitant a 400 km sobre la Terra. Els controls de l’Avatar de la superfície inclouen un joystick de 7 graus de llibertat amb retroalimentació de força per sentir la resistència que empènyer els objectes i la gravetat dels objectes quan Andreas utilitzarà les pinces al braç del rover.

El funcionament dels robots des de l’Estació Espacial Internacional comporta un retard a mesura que el senyal viatja des de l’Estació Espacial als satèl·lits en òrbita geoestacionària, cap a la Terra i després torna a l’Estació per proporcionar la retroalimentació de força al controlador. Això es tradueix en un retard d’anada i tornada de 800 mil·lisegons per operar els robots, que és aproximadament quatre vegades el parpelleig d’un ull. Als robots també hi ha càmeres que envien vídeo al mòdul Columbus, cosa que permet a Andreas veure com es mou el robot i instruir alguns dels robots perquè interactuïn amb objectes.

Dempeus sobre les espatlles dels d’abans

L’experiment Surface Avatar ha evolucionat a partir de diversos experiments diferents, fusionant diferents enfocaments de les teleoperacions i l’autonomia supervisada en un gran projecte.

• Haptics-1, el primer experiment hàptic de l’ESA, que era un joystick amb un grau de llibertat, que es va utilitzar per determinar com dissenyar dispositius hàptics per utilitzar-los a l’espai en el futur.
• El rover Interact Centaur de l’ESA que tenia dos braços robòtics i tracció 4×4. Andreas va provar aquest precursor durant la seva missió d’iris el 2015, on ell va posar una clavilla rodona en un forat utilitzant el mòbil Interact.
• De DLR, Rollin’ Justin de DLR, el robot humanoide blau amb dos braços i sobre rodes que pot realitzar tasques amb un gran nivell d’autonomia, que l’antic astronauta de l’ESA Paolo Nespoli provat el 2017 i l’astronauta de l’ESA Alexander Gerst va provar com a part de la seva missió Horizons el 2018.
• Bert, el petit gos robot de DLR, dissenyat per investigar com es mouen els animals i poden travessar diferents terrenys, fent de petit explorador.

Surface Avatar combina l’experiència de tots ells en un sol experiment i pretén fer que la suma sigui més gran que les seves parts, utilitzant l’autonomia supervisada i els controls de retroalimentació de força. L’ESA està posant les bases per a l’exploració robòtica juntament amb humans. Experiments com aquests de l’Estació Espacial ens permeten desenvolupar la propera generació d’exploradors que podrien controlar robots a la Lluna i Mart des de llocs avançats en òrbita.

Està previst que Andreas executi l’experiment Surface Avatar a principis del 2024, mentre que un astronauta actual a bord de l’Estació Espacial el realitzarà l’estiu del 2023.