Przełomowe rozwiązania w zakresie przetwarzania danych w przestrzeni kosmicznej
Roboty kosmiczne odgrywają ważną rolę w badaniu tajemnic kosmosu i świadczeniu usług dla ludności na Ziemi. Zrobotyzowane statki kosmiczne, na przykład orbitery, lądowniki i łaziki planetarne, prowadzą podstawowe badania ciał kosmicznych, takich jak Księżyc, Mars, czy nawet asteroidy. Orbitalne roboty kosmiczne są maszynami przeznaczonymi do utrzymywania lub obsługi statków kosmicznych znajdujących się na orbicie okołoziemskiej, takich jak satelity komunikacyjne czy Międzynarodowa Stacja Kosmiczna. Cechą wspólną wszystkich tych robotów jest to, że pozyskują, przetwarzają i wykorzystują w czasie rzeczywistym ogromne ilości danych, aby móc skutecznie wykonywać swoją pracę. Aby pomóc robotom kosmicznym w wyciąganiu wniosków z ogromu danych środowiskowych zbieranych przez różne czujniki, w finansowanym przez UE projekcie InFuse opracowano wspólne ramy syntezy danych (Common Data Fusion Framework, CDFF). Wsparcie dla społeczności robotyki kosmicznej Jak mówi koordynator projektu Jeremi Gancet, „system InFuse składa się z zestawu algorytmów i narzędzi pozwalających na łączenie podstawowych funkcji syntezy danych w większe moduły odpowiadające na konkretne potrzeby w zakresie syntezy danych”. Ponad 15 algorytmów syntezy danych integruje informacje z ponad 40 węzłów czujników. Metody i narzędzia InFuse znacznie ułatwią tworzenie oprogramowania na potrzeby zastosowań kosmicznych i jego ocenę na wczesnym etapie prototypowania, co obniża koszty i skraca czas procesu. Aby zmaksymalizować jego wykorzystanie zarówno w przemyśle kosmicznym, jak i innych sektorach, konsorcjum udostępniło CDFF jako oprogramowanie otwarte. Wśród zastosowań naziemnych poza przemysłem kosmicznym wymienia się roboty inspekcyjne (lotnicze, podwodne lub naziemne), autonomiczne samochody oraz elastyczną produkcję robotów. Łączenie nie tylko danych Oprócz zapewnienia swobodnego dostępu do ram CDFF dla przemysłu kosmicznego i innych sektorów, InFuse łączy strategiczne klastry badań przestrzeni kosmicznej (Strategic Research Clusters, SRC) w zakresie robotyki kosmicznej działające w ramach programu „Horyzont 2020”. Jako jeden z sześciu początkowych grantów operacyjnych w SRC, przeznaczonych na wyzwania technologiczne, system CDFF projektu InFuse jest włączany do architektury oprogramowania wszystkich platform robotyki drugiej transzy grantów. Koordynacja badań w dużych konsorcjach jest sama w sobie wystarczająco trudna. Synchronizacja działań wszystkich grantów operacyjnych w ramach SRC wiązała się z dodatkowymi wyzwaniami. Jednak dzięki częstym dyskusjom i interakcjom SRC stworzyły stymulujące środowisko pracy, które przyniosło doskonałe wyniki. Na przykład, trójwymiarowe modele środowiska i szacunki położenia robotów na potrzeby lokalizacji pomagają siostrzanemu projektowi ERGO zaplanować i zweryfikować ścieżki robotów w kontekście autonomicznej eksploracji zorientowanej na cel. InFuse wspiera również asymilację i przetwarzanie danych pochodzących z czujników w ramach inicjatywy I3DS. Cała platforma oprogramowania zostanie zintegrowana z systemem sterowania i obsługi robotyki kosmicznej ESROCOS, opracowanym specjalnie dla sektora kosmicznego i innych krytycznych zastosowań. Ważnym etapem prac były testy i walidacja CDFF przeprowadzone jesienią 2018 r na prototypach łazików planetarnych w środowisku podobnym do Marsa w Maroku. Dzięki nim zebrano realistyczne dane i potwierdzono, że cel projektu został zrealizowany. Mimo że projekt został oficjalnie zakończony, InFuse planuje kontynuować rozwijanie ram CDFF, dalej ulepszać istniejące oprogramowanie i dodawać nowe algorytmy syntezy danych. Dla uczestników projektu InFuse, możliwości naprawdę są niczym nie ograniczone.
Słowa kluczowe
InFuse, kosmos, dane, robot, CDFF, oprogramowanie, robot kosmiczny, synteza danych, algorytm, czujnik, statek kosmiczny, satelita
