Trwają prace nad robotami, które będą badały jaskinie na Marsie i poszukają schronienia dla ludzi
Naturalne jaskinie to ważne cele przyszłych misji NASA. Będą one miejscem poszukiwań dawnego oraz obecnego życia w kosmosie, a także staną się schronieniem dla ludzi, mówi Ali Agha z Team CoSTAR, który rozwija roboty wyspecjalizowane w eksploracji jaskiń. Jak wcześniej informowaliśmy, na Księżycu istnieją gigantyczne jaskinie, w których mogą powstać bazy.
Team CoSTAR, w skład którego wchodzą specjaliści z Jet Propulsion Laboratory i California Instute of Technology to jednym z zespołów, który przygotowuje się do wzięcia udziału w tegorocznych zawodach SubT Challenge organizowanych przez DARPA (Agencja Badawcza Zaawansowanych Projektów Obronnych).
CoSTAR wygrał ubiegłoroczną edycję SubT Urban Circuit, w ramach której roboty eksplorowały tunele stworzone przez człowieka. Teraz coś na coś trudniejszego i mniej przewidywalnego. Czas na naturalne jaskinie i tunele.
Specjaliści z CoSTAR i ich roboty pracują w jaskiniach w Lava Beds National Monument w północnej Kalifornii. Jaskiniowa edycja Subterranean Challenge jest dla nas szczególnie interesująca, gdyż lokalizacja taka bardzo dobrze pasuje do długoterminowych planów NASA. Chce ona eksplorować jaskinie na Księżycu i Marsie, w szczególności jaskinie lawowe, które powstały w wyniku przepływu lawy. Wiemy, że takie jaskinie istnieją na innych ciałach niebieskich. Kierowany przez Jen Blank zespół z NASA prowadził już testy w jaskiniach lawowych i wybrał Lava Beds National Monument jako świetny przykład jaskiń podobnych do tych z Marsa. Miejsce to stawia przed nami bardzo zróżnicowane wyzwania. Jest tam ponad 800 jaskiń, mówi Ben Morrell z CoSTAR.
Eksperci zwracają uwagę, że istnieje bardzo duża różnica w dostępności pomiędzy tunelami stworzonymi przez człowieka, a naturalnymi jaskiniami. Z jednej strony struktury zbudowane ludzką ręką są bardziej rozwinięte w linii pionowej, są wielopiętrowe, z wieloma poziomami, schodami, przypominają labirynt. Jaskinie natomiast charakteryzuje bardzo trudny teren, który stanowi poważne wyzwanie nawet dla ludzi. Są one trudniej dostępne, z ich eksploracją wiąże się większe ryzyko, są znacznie bardziej wymagające dla systemów unikania kolizji stosowanych w robotach.
Agha i Morrell mówią, że jaskinie lawowe ich zaskoczyły. Okazały się znacznie trudniejsze niż sądzili. Stromizny stanowią duże wyzwanie dla robotów. Powierzchnie tych jaskiń są niezwykle przyczepne. To akurat korzystne dla robotów wyposażonych w nogi, jednak roboty na kołach miały tam poważne problemy. Przed urządzeniami stoją tam zupełnie inne wyzwania. Zamiast rozpoznawania schodów i urządzeń, co było im potrzebne w tunelach budowanych przez człowieka, muszą radzić sobie np. z nagłymi spadkami czy obniżającym się terenem.
Miejskie tunele są dobrze rozplanowane, nachylone pod wygodnymi kątami, z odpowiednimi zakrętami, prostymi korytarzami i przejściami. Można się tam spodziewać równego podłoża, wiele rzeczy można z góry zaplanować. W przypadku jaskiń wielu rzeczy nie można przewidzieć.
Celem SubT Challenge oraz zespołu CoSTAR jest stworzenie w pełni autonomicznych robotów do eksploracji jaskiń. I cel ten jest coraz bliżej.
Byliśmy bardzo szczęśliwi, gdy podczas jednego z naszych testów robot Spot [Boston Dynamics – red.] w pełni autonomicznie przebył całą jaskinię. Pełna autonomia to cel, nad którym pracujemy zarówno na potrzeby NASA jak i zawodów, więc pokazanie, że to możliwe jest wielkim sukcesem, mówi Morrell. Innym wielkim sukcesem było bardzo łatwe przełożenie wirtualnego środowiska, takiego jak systemy planowania, systemy operacyjne i autonomiczne na rzeczywiste zachowanie się robota, dodaje. Jak jednak przyznaje, zanotowano również porażki. Roboty wyposażone w koła miały problemy w jaskiniach lawowych. Dochodziło do zużycia podzespołów oraz poważnych awarii sprzętu. Ze względu na epidemię trudno było sobie z nimi poradzić w miejscu testów, stwierdza ekspert.
Komentarze (19)
cyjanobakteria, 4 stycznia 2021, 16:49
Muszą roboty z Boston Dynamic skonfigurować do pracy w stanie zmniejszonej grawitacji. Chociaż maszynki mają na pewno wiele akcelerometrów w kończynach i innych podzespołach, z których można pobrać odczyty, więc być może nie będzie trzeba wprowadzać poważnych zmian, aczkolwiek na pewno będzie trzeba przetestować
Ciekawa misja swoją drogą. Szczerze mówiąc bardziej mnie to interesuje niż wysyłanie ludzi. Za cenę załogowej misji można wysłać pewnie kilkanaście o ile nie kilkadziesiąt tego typu robotów. Pamiętam też, że NASA też pracowała nad możliwością drukowania 3D z regolitu na Księżycu, co też mogłoby być wykonane przez roboty. Chodziło przede wszystkim o drukowanie konstrukcji.
"The cave is collapsing!"
"This is no cave!"
―Leia Organa and Han Solo
https://starwars.fandom.com/wiki/Exogorth
cyjanobakteria, 4 stycznia 2021, 18:52
Uszczelki im się nie utlenią
NASA wysłała MOXIE na Marsa, więc nic nie jest stracone (w kontekście utleniania uszczelek)
Zastanawiam się kto z ekipy Lucasa wpadł na pomysł, żeby wstawić to coś? Pewnie sam Lucas Już jako małolatowi wydawało mi się to skrajnie bezsensowne. Nigdy nie byłem zwolennikiem Gwiezdnych Wojen, bo za dużo tam jest głupot. Są filmy SF, które nie odrywają się tak od rzeczywistości czy logiki. Może jakbym urodził się wcześniej, to bym miał lepszy odbiór.
Jajcenty, 4 stycznia 2021, 19:05
No wiem ale jakoś puszczam to płazem, w końcu to western. Za to irytują mnie motywy podróży w czasie - chyba nie widziałem filmu który poradziłby sobie z paradoksem w zadowalający mnie sposób. Poza epizodem z Ijonem Tichym w pętli czasu.
darekp, 4 stycznia 2021, 19:33
Chyba podobnie kwestia użycia guziczka wyłączającego świadomość istnienia paradoksu. Autorzy filmów zawsze robią coś, żeby go uniknąć: albo udają, że go nie ma i prowadzą akcję tak, żeby do niego nie doszło, albo ktoś na początku ostrzega bohatera "jeśli spotkasz samego siebie, dojdzie do osobliwości w czasoprzestrzeni i pół Wszechświata wybuchnie" i wtedy już bohater sam się stara (oczywiście z sukcesem;)). W zasadzie ten problem można by przenieść na każdy film, którym są loty z prędkością nadświetlną (bo wtedy też podróż wstecz w czasie zachodzi).
darekp, 4 stycznia 2021, 19:55
Tak samo zresztą ludzie w całej masie filmów (nie tylko SF) nie potrzebują jedzenia. A nawet jeśli potrzebują, to już kwestia, skąd mają pieniądze na utrzymanie się, to zupełny odlot od rzeczywistości.
cyjanobakteria, 4 stycznia 2021, 20:05
Niby tak, ale to jest normalne, że podstawowe czynności się pomija, jak jedzenie czy spanie chyba, że fabuła tego wymaga. W GW jest zbyt dużo głupot nagromadzonych, które mi działają na nerwy, ale może kiedyś zrobię kolejne podejście Nowszych części nie widziałem, ostatnią może z 15 lat temu, ale podejrzewam, że są lepiej zrobione.
peceed, 4 stycznia 2021, 20:08
https://9gag.com/gag/aMxQ0q6
radar, 4 stycznia 2021, 20:23
Albo zmiana magazynków w Rambo i Drużynie A?
EDIT:
Słabo, czyli sami niewiele opracoali, tylko kupili robota z Boston Dynamics.
Czy w takim razie nie lepiej latać?
peceed, 4 stycznia 2021, 20:26
Magazynki są dla leszczy, Rambo miał taśmę z amunicją.
cyjanobakteria, 4 stycznia 2021, 21:15
Z drugiej strony mogą się skupić na czym innym niż budowanie kolejnego prototypu robota. Pewnie jeszcze długo nie będzie możliwości kupienia robota z półki i wysłania go w kosmos bez modyfikacji, bo są budowane do działania w atmosferze ziemskiej, ale taki dzień nadejdzie. Kilka lat temu widziałem robota Nao, który jest dostępny w sprzedaży, chociaż jest dość drogi, jak dla przeciętnego zjadacza chleba. Zbudowanie odpowiednika wcale nie byłoby tanie. Generalnie roboty są drogie, szczególnie te, które wymagają dużo serwomechanizmów. Jak ktoś chce działać nad softem, to ma jednak sprzęt z głowy. Ja osobiście lubię majsterkować, ale z drugiej strony robot klasy BD to nie w kij dmuchał i projekt na dekady sam w sobie.
peceed, 4 stycznia 2021, 21:20
Jedyny problem to chłodzenie. Zatem trzeba ubrać robota w odpowiedni skafander
cyjanobakteria, 4 stycznia 2021, 21:36
Nie jest tak źle. Dobra czapeczka z aerożelu i poranna rozgrzewka wystarczy
cyjanobakteria, 4 stycznia 2021, 23:29
Dawno nie widziałem nowego filmu od Boston Dynamics i nie wiem, co mam powiedzieć Za najpóźniej 10 lat nie będziemy w stanie odróżnić robota po ruchach od żywego człowieka czy zwierzęcia. Jestem zaskoczony płynnością i dynamiką.
Nie krakaj, bo wykrakasz NASA niedawno wysłała na Marsa drugą furę z latającym cackiem w bagażniku
Przecież widać, że mają kilka robotów. Jeden drugiemu może nalać wahy a i po plecach podrapie, tylko muszą im zainstalować końcówkę biznesową od dystrybutora paliwa
Właśnie zerknąłem na https://shop.bostondynamics.com/
Spot w wersji Explore kosztuje $74,500, a do tego dochodzi koszt payloadu, a jest kilka do wyboru w granicach $20-30k, plus ewentualnie moc obliczeniowa CPU/GPU (on-robot computation), też kosztowna, szczególnie GPU.
c3bbb3b, 5 stycznia 2021, 08:30
jak się próbuje być dobrym we wszystkim, to się nie jest dobrym w niczym, jedni się specjalizują w robieniu robotów, drudzy w wysyłaniu ich w kosmos
chociaż jeśli mówimy o nasa, to to drugie też im tak sobie wychodzi, skoro od 10 lat nie potrafią swoich astronautów wysłać własnymi statkami kosmicznymi na ISS...
cyjanobakteria, 5 stycznia 2021, 14:58
NASA akurat i budowanie robotów i wysyłanie ich w kosmos wychodzi bardzo dobrze. Wysłali na Marsa kilka łazików, które działały znacznie dłużej. Curiosity z 2012 to jest Lamborghini w dziedzinie robotyki. A pod koniec lutego druga fura tej klasy z małym dronem dotrze na Marsa. A że przez priorytety nie mają pojazdów do wysyłania biomasy na LEO? Polityka NASA jest taka, że oddali loty na niską orbitę branży prywatnej.
New Horizons z kolei niedawno zbadał na obrzeżach Układu Słonecznego obiekt Ultima Thule, który nie był znany w momencie rozpoczynania misji.
radar, 5 stycznia 2021, 18:28
Dokładnie. Dodatkowo, teraz "cały podbój kosmosu" opiera się na energii słonecznej (tak, atomu też), a w jaskiniach będzie z tym krucho.
Ale to jest konkurs na wysyłanie/zbudowanie robota, a nie na kupieniu i oprogramowaniu,no, przynajmniej nie powinien być. A dlaczego nie powinien? No skoro napotkali takie problemy z podłożem to powinni jakoś na to zareagować, a nie że stromo i coś tam. Jeszcze jakby kupili te dwunożne to niech tam, ale spota?
Najlepiej chyba latać, wzlatujesz na x metrów, rozpoznajesz nowe miejsce lądowania i tam lądujesz, po drodze mapując teraz. Spadzizny, rodzaj podłoża, ślisko, krucho, etc. cię aż tak nie interesują. Sęk w tym, że latanie też jest kosztowne energetycznie:/ Chyba, że jednak po ziemi (a na Marsie to po czym, gruncie? ) i na kablu z baterii na powierzchni?
Co do robotów, to mi się zawsze podobał ten:
cyjanobakteria, 5 stycznia 2021, 19:51
Widziałem chyba kiedyś ten film. Ciekawa konstrukcja, ale film jest z 2008, ciekawe czy są nowsze projekty. Chyba nie proponujesz wysłać węża na piaszczystą (ekhem) planetę? Sagi Dune nie czytałeś?
Tego typu serwa, wbrew pozorom, mają dosyć wysokie zapotrzebowanie na prąd, a nie przekłada się to na użyteczną prędkość. Latanie jest energetycznie kosztowne, głównie ze względu na konieczność wzniesienia się i na opór przy dużych prędkościach. Na długich odcinkach i pułapach przelotowych na Ziemi wcale nie jest gorzej niż poruszanie się na kołach, a już na pewno lepiej niż czołganie się po ziemi czy w regolicie
Główny problem z lataniem na obcej planecie, to jest ryzyko katastrofy. Wystarczy, że pojazd krzywo wyląduje i po zabawie. Na Marsie atmosfera jest rozrzedzona i helikopter, który poleciał z Perseverance jest wyśrubowany do granic możliwości. Obroty na wirniku z tego, co pamiętam to jakieś 35k RPM. Robot, który będzie ewentualnie badał jaskinie, będzie musiał wracać do bazy, żeby się podładować. To jest chyba jasne. Oczywiście, jak gdzieś utknie, to już go nie zobaczymy. NASA będzie latać ulltra-konserwatywnie, ale i tak oceniają ryzyka na wysokie. Dlatego robot nie będzie się nawet zbliżał do łazika.
Zbudowałem kiedyś robota typu hexapod na serwach Dynamixel AX-12A. Nie była to tania zabawka, głównie ze względu na ilość i cenę serw. Cały czas mam go w zasięgu ręki, ale przed Spotem mnie nie obroni, bo to nie ta liga Mój to bardziej model zdalnie sterowany, niż autonomiczny robot. Przekładanie nóg nie jest trywialne, ale są projekty i kod w sieci, który można wykorzystać. Można traktować każde odnóże jako oddzielnego robota-ramię.
Wygląda podobnie, jak ten na zdjęciu:
https://github.com/adammck/hexapod
radar, 6 stycznia 2021, 00:33
Po pierwsze primo nie wiadomo, co jest w jaskini, może nie ma piasku i pyłu. Po drugie primo, nie widzę przeszkód, żeby część lub wszystkie te elementy miały też koła. Siła ten konstrukcji to rekonfigurowalność i zastępowalność. No, ale prądu to to żre pewnie
M-TRAN III to konstrukcja z 2005:) Takich "fajnych" nowszych projektów nie widziałem, tylko koncepty, ale jak chcesz to poczytaj: https://en.wikipedia.org/wiki/Self-reconfiguring_modular_robot
cyjanobakteria, 6 stycznia 2021, 02:07
Być może rekonfigurowalność i zastępowalność nie jest priorytetem.
Dużo zależy od technologi. Profesjonalny robot tego typu będzie lepszy, być może oparty na innej technologii serwomechanizmów i na pewno nie będzie tyle pobierał prądu.
Jest coś takiego jak passive dynamics, co jest bardziej naturalnym i energooszczędnym sposobem poruszania się.
https://en.wikipedia.org/wiki/Passive_dynamics
Ja byłem osobiście zaskoczony tym ile dobre serwa o sporym uciągu pobierają prądu nawet w trybie stand by. Poniżej wycinek ze specyfikacji, przy czym mam ich 18x (3x6 w nogach) + ewentualnie do manipulatora, łącznie co najmniej 2.5A w stand by bez obciążenia! To są serwa dla robotów, więc nie najtańsze, ale z niższej półki, za to z wszystkimi bajerami typu odczyt pozycji i innych parametrów, łączenie szeregowe (daisy chaining) i tak dalej.
Max Current, 900 mA
Standby Current, 140 mA