«Робонавт» уже на МКС.
с сайта nasa.gov
Что такое Робонавт?
«Робонавт» - это ловкий человекоподобный робот, созданный и спроектированный в космическом центре НАСА имени Джонсона в Хьюстоне, штат Техас. Цель - создать машины, которые могут помочь людям работать и исследовать космос. Работая бок о бок с людьми или отправляясь туда, где риски слишком велики для людей, «Робонавты» расширят наши возможности в области строительства и исследований. Центральным элементом этих усилий является способность, которую мы называем «ловкими манипуляциями», способностью человека использовать свою руку для выполнения разнообразных работ, и наша задача заключалась в том, чтобы создавать машины с ловкостью, превосходящей способность астронавта.
Робонавт 2
Проект «Робонавт» осуществляется на космической станции (МКС) с 2012 года (подробнее о R2 на МКС). Недавно оригинальный гуманоидный робот (только с верхней частью тела) был модернизирован за счет добавления двух манипуляторов «ноги», более мощных процессоров и новых датчиков. В то время как «Робонавт 2 (R2)» проходил проверки на орбите после модернизации, развитие технологий на земле продолжало развиваться. Благодаря активной системе пониженной гравитационной разгрузки (ARGOS) команда «Робонавт» смогла разработать технологии, которые обеспечат полноценную работу роботизированного испытательного стенда на орбите с использованием аналогичных роботов, расположенных в Космическом центре Джонсона. Как только эти технологии будут проверены и отлажены, они будут внедрены и протестированы на устройстве R2 на борту МКС.
Одним из преимуществ гуманоидного дизайна робота является то, что «Робонавт» может выполнять простые, повторяющиеся или особенно опасные задачи в таких местах, как Международная космическая станция. Поскольку R2 приближается к ловкости человека, такие задачи, как замена воздушного фильтра, могут быть выполнены без изменений в существующей конструкции.
Еще одна особенность, которая может быть полезна, - во время миссии роботов-предшественников на станцию был доставлен набор инструментов, для монтажных работ и исследований. Это не только повышает эффективность инструментов, но также устраняет необходимость в специальных роботизированных разъемах. Будущие миссии могут помимо новых наборов инструментов использовать уже имеющиеся на месте.
Развитие
Первое поколение «Робонавт» было разработано Отделением технологий роботизированных систем в Космическом центре им. Джонсона НАСА в сотрудничестве с DARPA. Проект «Робонавт» стремится разработать и продемонстрировать роботизированную систему, которая может функционировать как эквивалент астронавта EVA. «Робонавт» это новое качество по сравнению с предыдущими поколениями, заменяя робототехнические элементы (например, специальные роботизированные захваты) и специализированные инструменты традиционной робототехники на орбите. Тем не менее, он по-прежнему требует оператора в контуре управления через систему дистанционного управления. «Робонавт» предназначен для использования в задачах «EVA», то есть тех, которые не были специально разработаны для роботов.
Наша задача - создать машины, которые могут помочь людям работать и исследовать космос. Работая бок о бок с людьми или работая там, где риски слишком велики для людей, такие машины, как «Робонавт», расширят наши возможности в области строительства и исследования. Центральным пунктом этих усилий является способность, которую мы называем «ловкими манипуляциями», развитая способностью человека использовать свою руку для выполнения работы, и наша задача заключалась в том, чтобы создавать машины с ловкостью, превышающей таковую у астронавта. Получившаяся в результате роботизированная система под названием «Робонавт» является продуктом сотрудничества NASA и DARPA, воплотившую тяжелую работу многих инженеров ОАО, которые полны решимости достичь этих целей.
Мы используем гуманоидную форму, чтобы удовлетворить растущие требования НАСА к Вневедомственной деятельности (EVA, или выход в открытый космос). За последние пять десятилетий аппаратура космических полетов разрабатывалась для обслуживания людей. Космические выходы запланированы для большинства сборочных миссий для Международной космической станции, и они являются ключевым условием для устранения ошибок на орбите. В сочетании с нашими значительными инвестициями в инструменты EVA это накопление оборудования, требующего гуманоидной формы и предполагаемого уровня человеческих возможностей, представляет уникальную возможность для гуманоидной робототехнической системы.
В то время как глубина и широта человеческих возможностей находятся за пределами современного уровня в робототехнике, НАСА нацелено на снижение требуемой ловкости и производительности астронавта в качестве целей проектирования «Робонавта», в частности, используя рабочий диапазон, диапазоны движения, силу и выносливость люди, работающих в космосе. Веб-сайт НАСА описывает усилия по разработке всей системы «Робонавт», включая механизмы, авионику, вычислительную архитектуру и управление телеприсутствием.
R2 был спроектирован и изготовлен НАСА и General Motors при содействии инженеров Oceaneering Space Systems для ускорения разработки роботов следующего поколения и связанных с ними технологий для использования в автомобильной и аэрокосмической промышленности. R2 - современный очень ловкий антропоморфный робот. Как и его предшественник «Робонавт 1(R1)», R2 способен работать с широким спектром инструментов и интерфейсов EVA, но R2 обладает значительным преимуществом по сравнению с предшественником. R2 способен развивать скорость более чем в четыре раза, чем R1, более компактен, более ловок и включает в себя более глубокий и широкий диапазон чувствительности. Передовые технологии охватывают всю систему R2 и включают в себя: оптимизированное перекрывающееся рабочее пространство с двумя плечами, технологию последовательного упругого соединения, расширенное перемещение пальцев и большого пальца, миниатюрные 6-осевые тензодатчики, датчики определение силы, контроллеры сверхвысокой скорости вращения сустава, развитое перемещение шеи, и камеры высокого разрешения и ИК-системы.
Миссия на Международную космическую станцию
24 февраля 2011 года НАСА запустило первый человекоподобный робот в космос на космическом шаттле Discovery в рамках миссии STS-133. «Робонавт» стал постоянным жителем Международной космической станции. «Робонавт 2», или R2, был разработан совместно НАСА и General Motors в соответствии с соглашением о сотрудничестве, по разработке помощника-робота, который может работать вместе с людьми, будь то астронавты в космосе или работники на заводах GM, на Земле.
YouTube5:23
Изначально сделанный робот как гуманоид только для туловища, крепился к неподвижной опоре. Мобильная платформа R2 была добавлена в 2014 году, дополняя R2 двумя новыми «ногами» для перемещения внутри МКС.
«Этот проект является примером обещания, которое может иметь будущее поколение роботов как в космосе, так и на Земле, не в качестве замены для людей, а в качестве компаньонов, которые могут выполнять ключевые вспомогательные роли», - сказал Джон Олсон, директор Отделения интеграции систем исследования НАСА в Штаб-квартира НАСА в Вашингтоне. «Совокупный потенциал людей и роботов является прекрасным примером суммы, большей, чем отдельные части. Это позволит нам пойти дальше и достичь большего, чем мы, возможно, даже можем себе представить сегодня».
Ловкий робот не только выглядит как человек, но и предназначен для работы как человек. Имея манипуляторы похожие на руки и ноги, R2 может использовать те же инструменты, что и члены экипажа станции. В будущем наибольшее преимущество гуманоидных роботов в космосе может быть в качестве помощников астронавтов во время выхода в открытый космос или выполнения задач, слишком сложных или опасных для человека. На данный момент R2 все еще является прототипом и не имеет адекватной защиты, необходимой для существования вне космической станции в экстремальных условиях космоса.
Ловкость R2 продемонстрированная на МКС
Тестирование робота внутри станции обеспечит важный промежуточный этап. R2 будет испытываться в условиях микрогравитации и подвергаться воздействию радиации и электромагнитных помех станции. Внутренние операции предоставят данные о том, как робот может работать бок о бок с астронавтами. По мере развития проекта на местах экипажам станции может быть предоставлено аппаратное и программное обеспечение для обновления R2, чтобы он мог выполнять новые задачи.
R2 прошел всесторонние испытания в рамках подготовки к полету. Вибрация, вакуум и радиационные испытания наряду с другими процедурами, проводившимися на R2, также принесли пользу команде GM. Автопроизводитель планирует использовать технологии от R2 в будущих передовых системах безопасности транспортных средств и на производственных предприятиях.
R2 демонстрирует свои новые ноги
«Экстремальные уровни испытаний R2 прошли, поскольку он готовится к выходу на Международную космическую станцию, наравне с проверкой, которую проходят наши транспортные средства и компоненты на пути к производству», - сказал Алан Тауб, вице-президент GM по глобальным исследованиям и разработкам. «Работа, проделанная инженерами GM и NASA, также поможет нам проверить производственные технологии, которые улучшат здоровье и безопасность членов нашей команды GM на наших производственных предприятиях по всему миру. Партнерские отношения между такими организациями, как GM и NASA, помогают обеспечить освоение космоса, дорожные работы. Путешествия и производство могут стать еще безопаснее в будущем».
Проект разработан под руководством технологии отделения робототехники системы в программное обеспечение робототехники и Отдела моделирования в Космическом центре Джонсона «Engineering директората.
Информацию о Robonaut и робототехнике в целом можно найти на странице NASA Education Robotics.
Ссылка:
https://robonaut.jsc.nasa.gov/R2/#panel-6