Un inedito sistema per rover in grado di prendere decisioni e improvvisare
I rover sono formidabili esempi di ingegneria progettati per funzionare persino nelle condizioni ambientali più estreme. Eppure, se da un lato le versioni più recenti di questi laboratori scientifici su ruote riescono a eseguire alcune operazioni in modo indipendente, dall’altro ci sono numerose situazioni che non sanno affrontare in autonomia. Supponiamo che un rover debba viaggiare lunghe distanze sulla superficie della Luna o di Marte, e sulla sua strada si trovi a dover fare i conti con pericoli ambientali non previsti oppure scopra alcune caratteristiche interessanti che stuzzicano la sua curiosità scientifica. Attualmente esistono due modi possibili di gestire tali situazioni: la teleoperazione oppure piani elaborati in sequenza a bordo improvvisati da un esercito di operatori di missione e scienziati sulla Terra. Tuttavia, il consorzio ADE (Autonomous decision making in very long traverses) propone una soluzione alternativa, ovvero un dimostratore che si basa unicamente sul processo decisionale autonomo del rover stesso. «Abbiamo proposto e dimostrato con successo un sistema dotato di un pianificatore a bordo in grado di scomporre obiettivi di elevato livello, quali lo spostamento di un campione dalla posizione A alla posizione B o lo scatto di un’immagine da una determinata posizione, in azioni interamente indipendenti dal controllo umano», afferma Mariella Graziano, direttrice esecutiva della divisione Sistemi di volo e robotica presso l’azienda GMV. «Abbiamo raggiunto questo traguardo grazie alla capacità di navigazione autonoma, a un agente scientifico che si occupa della ricerca e dell’analisi di schemi di interesse, a un sistema innovativo di rilevamento, isolamento e ripristino dei guasti , a un’analisi di percorribilità del suolo e a molte altre funzioni impegnative.» Il nuovo rover è un sistema di sistemi sorprendente e complesso; tuttavia, ciò che lo contraddistingue davvero e lo rende perfino rivoluzionario, per citare le parole del coordinatore del progetto, Jorge Ocon, è il suo sistema di pianificazione delle missioni. «L’approccio che comprende l’aggiunta di un pianificatore dinamico a bordo e la sua combinazione con altri sottosistemi del rover si rivela una vera e propria rivoluzione. Si tratta di un modo del tutto nuovo di comandare e gestire le missioni spaziali che ne migliorerà le prestazioni, l’affidabilità e l’ottimizzazione delle risorse a bordo in ambienti sconosciuti e difficili», osserva. In parole semplici, ADE sta promuovendo un cambiamento di paradigma per cui gli operatori delle stazioni terrestri comunicano al robot cosa fare, ma lo lasciano libero di decidere come farlo. Si prevede che tutto ciò accorcerà il tempo richiesto per l’esecuzione delle operazioni del rover su Marte o sulla Luna, aumentando il ritorno dei dati scientifici e migliorando la resilienza del rover.
Destinazione: l’ultima frontiera… e oltre
Tramite questo processo decisionale autonomo, il sistema di ADE potrebbe dimostrarsi determinante per il successo delle future esplorazioni umane di Marte e della Luna. Gli astronauti che alla fine metteranno piede su questi pianeti avranno bisogno di tutta l’intelligenza possibile per garantire la propria sopravvivenza, e ciò implica conoscenze precise dell’ambiente, della posizione delle risorse e persino dei luoghi in cui è possibile creare gli insediamenti. Ovviamente, ciò può essere impiegato anche sulla Terra. «Le capacità di ADE possono essere utilizzate nel contesto nucleare o dell’estrazione mineraria, durante le missioni di ricerca e soccorso o in operazioni subacquee: dare prova di tale potenziale rappresentava un ulteriore obiettivo del progetto», aggiunge Graziano. L’azienda GMV ha realizzato con successo un dimostratore che riesce a caratterizzare una zona in modo indipendente, rilevare e delimitare le zone di elevata radioattività all’interno di una centrale nucleare e individuare le perdite che potrebbero richiedere un intervento umano. Ora che il progetto è terminato, l’azienda GMV continuerà a far evolvere questa sua nuova tecnologia, auspicandosi di vederla all’opera sia in future missioni di esplorazione dello spazio che nel corso di missioni delicate sulla Terra.
Parole chiave
ADE, Luna, Marte, esplorazione dello spazio, rover, autonomo, estrazione mineraria, nucleare