Nowy system dla łazików potrafi samodzielnie podejmować decyzje oraz… improwizować
Łaziki to ważne osiągnięcie inżynierii, którego celem jest funkcjonowanie w najbardziej niesprzyjających warunkach środowiskowych. Jednak choć najnowsze wersje tych laboratoriów naukowych na kółkach są w stanie wykonywać autonomicznie niektóre działania, w wielu sytuacjach nadal nie potrafią radzić sobie same. Przykładowo, gdy łazik musi przebyć bardzo długi dystans na powierzchni Księżyca lub Marsa, na swojej drodze może napotkać nieprzewidziane zagrożenia środowiskowe, a nawet odkryć pewne cechy otoczenia, które uzna za interesujący przedmiot badań. Obecnie w takich sytuacjach dostępne są dwa rozwiązania: zdalne sterowanie pojazdem lub pokładowe plany sekwencyjne, obmyślone na różne sytuacje przez sztab operatorów misji i naukowców jeszcze na Ziemi. Jednak konsorcjum projektu ADE (Autonomous decision making in very long traverses) proponuje rozwiązanie alternatywne: demonstratora polegającego wyłącznie na autonomicznych decyzjach podejmowanych przez sam łazik. „Wykazaliśmy skuteczność zaproponowanego systemu, wyposażonego w pokładowego asystenta planowania zdolnego rozpracować złożone cele (np. przeniesienie próbki z punktu A do punktu B lub wykonanie zdjęcia z określonej pozycji) i zamienić je na działania zupełnie niezależnie od kontroli człowieka”, mówi Mariella Graziano, dyrektor wykonawcza działu systemów lotu i robotyki w firmie GMV. „Osiągnęliśmy to dzięki zastosowaniu autonomicznej nawigacji, naukowego czynnika wyszukującego wzorce, które są w danym przypadku interesujące, i analizującego je innowacyjnego systemu wykrywania usterek, ich izolowania i naprawiania (ang. fault detection, isolation and recovery, FDIR), analizy przejezdności podłoża i wielu innych wymagających funkcji”. Nowy łazik stanowi imponujący i niezwykle skomplikowany układ złożony z różnych układów, jednak tym, co naprawdę go wyróżnia jest system mapowania misji. Jeśli wierzyć słowom koordynatora projektu Jorge Ocona, to prawdziwa rewolucja. „Podejście, które opiera się na doposażeniu łazika dynamicznym asystentem planowania i połączeniu tego asystenta z innymi podzespołami pojazdu, jest przełomem. To zupełnie nowy sposób dowodzenia i zarządzania misjami kosmicznymi, który pozwoli podnieść ich skuteczność, niezawodność i optymalizację pokładowych zasobów w nieznanych i krytycznych środowiskach”, zauważa koordynator. Mówiąc prościej, projekt ADE dąży do zmiany paradygmatu w kierunku takiego, gdzie stacjonujący na Ziemi operatorzy przekazują robotowi, jakie zadania ma wykonać, lecz pozwalają mu zdecydować o tym, w jaki sposób to zrobi. Oczekuje się, że pozwoli to ograniczyć czas potrzebny na wykonywanie działań przez łaziki na Marsie lub Księżycu, zwiększając zwrot z inwestycji naukowych i poprawiając wytrzymałość łazików.
Cel podróży: ostateczna granica… lecz nie tylko
Dzięki zdolności do autonomicznego podejmowania decyzji system ADE może stać się kluczem do sukcesu przyszłej eksploracji Marsa i Księżyca przez ludzi. Astronauci, którzy ostatecznie tam dotrą, do przeżycia będą potrzebować wszelkiego rodzaju informacji, a to oznacza precyzyjną znajomość środowiska planety, lokalizacji zasobów, a nawet miejsc odpowiednich do założenia baz. Jednak system ten może się przydać także na Ziemi. „System ADE można wykorzystać do badania środowisk jądrowych lub kopalń, podczas misji poszukiwawczych i ratowniczych lub w trakcie misji podwodnych. Dowiedzenie takiego potencjału było drugorzędowym celem projektu”, dodaje Graziano. Firma GMV z powodzeniem opracowała demonstratora, który potrafi autonomicznie scharakteryzować swoje otoczenie, wykryć i wyznaczyć granice obszarów wysokiej radioaktywności na terenie elektrowni atomowej, a także wykryć wycieki, które mogą wymagać interwencji człowieka. Projekt dobiegł już końca, lecz firma GMV będzie w dalszym ciągu doskonalić nową technologię, mając nadzieję, że zostanie ona wykorzystana zarówno w przyszłych misjach eksploracji kosmosu, jak i wymagających misjach na naszej rodzimej planecie.
Słowa kluczowe
ADE, Księżyc, Mars, eksploracja kosmosu, łazik, autonomiczny, górnictwo, jądrowy