Робонавт - Robonaut

Два робота Робонавт 2

А Робонавт это человекоподобный робот, часть проекта разработки, проводимого Лабораторией ловкой робототехники в г. НАСА с Космический центр Линдона Б. Джонсона (АО) в Хьюстон, Техас. Робонавт отличается от других современных космических роботов тем, что, в то время как большинство современных космических робототехнических систем (таких как роботизированные манипуляторы, краны и исследовательские вездеходы) предназначены для перемещения больших объектов, задачи Робонавта требуют большей ловкости.

Основная идея серии Робонавтов - заставить гуманоидную машину работать вместе с космонавты. Его фактор формы и ловкость разработаны таким образом, что Робонавт может использовать космические инструменты и работать в аналогичных условиях, подходящих для космонавтов.

Последняя версия Робонавта, R2, первый американский робот на МКС,[1] доставленный STS-133 в феврале 2011 года, представляет собой роботизированный торс, предназначенный для помощи экипажу. ЕВА и может удерживать инструменты, используемые экипажем.[2] Однако Робонавт-2 не имеет адекватной защиты, необходимой для существования за пределами космической станции, и потребуются улучшения и модификации, чтобы позволить ему перемещаться внутри станции.[2] НАСА заявляет: «Робонавты необходимы для будущего НАСА, поскольку мы выходим за рамки низкая околоземная орбита ",[1] R2 предоставит данные о том, как робот может работать бок о бок с космонавтами.[2]

Робонавт 1

Робонавт 1 (R1) была первая модель. У двух версий Робонавта (R1A и R1B) было много партнеров, включая DARPA. В космос никто не летал. Другие дизайны Робонавта предполагают использование телеоперация на планетных поверхностях, где Робонавт мог исследовать поверхность планеты, получая инструкции от орбитальных астронавтов.[3] Робонавт B был представлен в 2002 году, R1B - портативная версия R1.[4] У R1 было несколько нижних частей тела. Одним из них был Zero-G Leg, который, если Робонавт работал на космической станции, он поднимался бы, используя внешние поручни, а затем использовал ногу с нулевым ускорением, чтобы зафиксироваться на станции с помощью разъема WIF. Другой был Robotic Mobility Platform (RMP), разработанный в 2003 году,[5] это база с двумя колесами, использующая Segway PT.[6] И четырехколесный Centaur 1, который был разработан в 2006 году.[7][8]Робонавт участвовал в Исследования пустынь и исследования технологий полевые испытания в пустыне Аризоны.[9]

В 2006 году автомобильная компания Дженерал Моторс проявил интерес к проекту и предложил объединиться с НАСА. В 2007 году было подписано Соглашение о космическом акте, которое позволило GM и НАСА совместно работать над новым поколением Робонавтов.[10]

  • Робонавт с ногой невесомости

  • Робонавт прикреплен к РМП

  • Робонавт прикреплен к Кентавру 1

Робонавт 2

R2 впервые отправляется на борт МКС

В феврале 2010 г. Робонавт 2 (R2) был раскрыт публике. R2 способен развивать скорость более чем в четыре раза быстрее, чем R1, он более компактен, маневреннее и имеет более глубокий и широкий диапазон чувствительности.[11] Он может перемещать руки со скоростью до 2 м / с, имеет грузоподъемность 40 фунтов, а его руки имеют силу захвата примерно 5 фунтов. на палец. Есть более 350 датчиков и 38 PowerPC процессоры в роботе.[12]

Члены экипажа станции смогут управлять R2, как и диспетчеры на земле; оба сделают это, используя телеприсутствие. Одним из улучшений по сравнению с предыдущим поколением Робонавтов является то, что R2 не требует постоянного наблюдения. В ожидании будущего пункта назначения, в котором расстояние и задержки во времени сделают непрерывное управление проблематичным, R2 был разработан таким образом, чтобы его можно было ставить перед задачами, а затем выполнять их. автономно с периодической проверкой статуса.[10] Хотя не весь диапазон движений и чувствительность человека был воспроизведен, рука робота имеет 12 степени свободы а также 2 степени свободы запястья.[13] Модель R2 также использует сенсорные датчики на кончиках пальцев.[14]


R2 был разработан как прототип для использования на Земле, но менеджеры миссий были впечатлены R2 и решили отправить его на МКС.[10] Были сделаны различные улучшения, чтобы сделать его пригодным для использования внутри станции. Материал внешней оболочки был заменен для соответствия требованиям станции по воспламеняемости, была добавлена ​​защита для уменьшения электромагнитных помех, процессоры были модернизированы для повышения устойчивости робота к излучению, оригинальные вентиляторы были заменены на более тихие, чтобы удовлетворить требования станции к шуму, а также система питания был переоборудован для работы от системы постоянного тока станции, а не от переменного тока, используемого на земле.[10]

Робонавт модернизируется на орбите

Робонавт 2 был запущен СТС-133 24 февраля 2011 г. и доставлен в МКС. 22 августа R2 был впервые включен на низкой околоземной орбите.[15] Это называлось "замачиванием мощности", которое представляет собой тест системы питания только без движения. 13 октября R2 впервые переместился в космос.[16] Условия на борту космической станции являются испытательной площадкой для роботов, которые могут работать плечом к плечу с людьми в условиях микрогравитации. Как только это будет продемонстрировано внутри станции, могут быть добавлены обновления программного обеспечения и нижние части, позволяющие R2 перемещаться по внутренней части станции и выполнять задачи обслуживания, такие как пылесос или очистка фильтров.[10] Пара ног доставлена ​​на МКС на SpX-3 в апреле 2014 года. Планировалось, что аккумуляторный рюкзак будет запущен в более поздний полет летом / осенью 2014 года.[17]В конструкции робота R2 3D время полета имидж-сканер будет использоваться вместе с стерео камера пара, чтобы предоставить системе информацию о глубине и видимое стереоизображение. Это позволяет R2 «видеть», что является одним из основных условий выполнения его задач. Для интеграции различных типов данных датчиков в единую среду разработки программное обеспечение для обработки изображений Halcon 9.0 от MVTec Software (Мюнхен, Германия) [1] ) используется.[18]

Могут быть добавлены дальнейшие обновления, чтобы позволить R2 работать снаружи в вакууме космоса, где R2 мог бы помочь космическим путешественникам выполнять ремонт, дополнять станцию ​​или проводить научные эксперименты. Хотя изначально планов по возвращению запущенного R2 на Землю не было,[10] 1 апреля 2018 года НАСА объявило, что R2 вернется на Землю в мае 2018 года с CRS-14 Dragon для ремонта и возможного перезапуска примерно через год.[19]Опыт НАСА с R2 на станции поможет им понять его возможности для возможных миссий в дальний космос.

  • R2 на борту МКС с Дэн Бербанк

  • R2 прикреплен к Centaur 2

  • R2 с предлагаемыми наземными опорами

  • R2 с его "лазающими ногами"

Проект М

В конце 2009 года предложенная миссия под названием Проект М было объявлено Космический центр Джонсона который, если бы он был одобрен, имел бы цель высадить робота R2 на Луну в течение 1000 дней.[20][21]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б "Домашняя страница Робонавта". НАСА. Получено 27 мая 2011.
  2. ^ а б c «Робонавт Миссия Робонавта на МКС». НАСА. Архивировано из оригинал 31 мая 2011 г.. Получено 27 мая 2011.
  3. ^ Уэтингтон, Николос (3 декабря 2007 г.). «Будущие исследователи Марса смогут увидеть планету только с орбиты». Вселенная сегодня. Получено 12 августа 2009.
  4. ^ Амвросий, Роберт. «Робонавт» (PDF). Космический центр Джонсона. Архивировано из оригинал (PDF) на 2011-07-21.
  5. ^ «Мобильные манипуляции с использованием Робонавта НАСА» (PDF). Международная конференция по робототехнике и автоматизации. Апрель 2004. Архивировано с оригинал (PDF) на 2010-06-24. Получено 26 июн 2011.
  6. ^ Малик, Тарик (20 октября 2004 г.). «Платформа Segway приводит роботов в движение». USA Today. Получено 2010-11-01. Самобалансирующаяся роботизированная платформа Segway занимает площадь около 2 квадратных футов и оснащена программным обеспечением и интерфейсной электроникой, необходимой для приема, обработки и выполнения команд от бортового робота.
  7. ^ «Робонавт». НАСА. Получено 26 июн 2011.
  8. ^ «Робонавт: технический документ Project M». НАСА. Архивировано из оригинал на 2010-05-27.
  9. ^ Бергер, Брайан (27 ноября 2006 г.). «НАСА проверяет роботов для исследования Луны». Новости NBC. Получено 2011-06-24.
  10. ^ а б c d е ж "Робонавт 2: Информационный бюллетень" (PDF). НАСА. Получено 25 июн 2011.
  11. ^ «Робонавт 2». НАСА. Получено 25 июн 2011.
  12. ^ Джосон, Имельда Б .; Агирре, Эдвин Л. (23 февраля 2011 г.). «Первый робот-астронавт НАСА». Небо и телескоп.
  13. ^ Ловчик, C.S .; Дифтлер, М.А. (1999). Рука Робонавта: ловкая рука робота в космосе. Международная конференция IEEE по робототехнике и автоматизации. 2. С. 907–912. Дои:10.1109 / ROBOT.1999.772420.
  14. ^ О'Мэлли, М.К .; Амвросий, Р. (2003). «Приложения тактильной обратной связи для Робонавта». Промышленный робот: международный журнал. 30 (6): 531–542. Дои:10.1108/01439910310506800. ISSN  0143-991X.
  15. ^ «Добро пожаловать на борт Робонавта 2». НАСА. 2011-09-19. Получено 3 ноября 2011.
  16. ^ «Первое движение Робонавта-2 на МКС». НАСА. 2011-11-02. Получено 3 ноября 2011.
  17. ^ «Твиттер-АстроРобонавт». НАСА. 12 марта 2014 г.. Получено 29 марта 2014.
  18. ^ Крейцер, Лутц (1 мая 2012 г.). «Программное обеспечение Vision позволяет НАСА Робонавту видеть». Фотонные спектры.
  19. ^ Г., Крис (1 апреля 2018 г.). «Твит управляющего редактора NASA Spaceflight». # Робонавт перестал включаться. Экипаж устранен. Имеется электрическая неисправность. В следующем месяце вернусь на CRS-14 для ремонта. Должен быть перезапущен примерно через год, чтобы вернуться на МКС. #SpaceX # Falcon9 # Дракон # CRS14
  20. ^ Аткинсон, Нэнси (5 февраля 2010 г.). «Будет ли НАСА отправлять роботов на Луну с помощью« Проекта М »?"". Вселенная сегодня.
  21. ^ Чанг, Кеннет (1 ноября 2010 г.). «В НАСА: тихий квест по отправке робота-гуманоида на Луну». Нью-Йорк Таймс. Получено 2010-11-01. Гуманоидный ловкий робот - по крайней мере, верхняя половина - уже существует: Робонавт 2, разработанный НАСА и General Motors, упакован на шаттле Discovery, старт которого запланирован на среду.

дальнейшее чтение

  • Р.О. Эмброуз, Х. Олдридж, Р.С. Аскью, Р. Берридж, У. Блитман, М.А. Дифтлер, К. Ловчик, Д. Магрудер, Ф. Ренмарк, РОБОНАВТ: космический гуманоид НАСА, Журнал IEEE Intelligent Systems Journal, Vol. 15, No. 4, pp. 57–63, июль / август. 2000 г., Дои:10.1109/5254.867913.
  • М.А. Дифтлер, К.Дж. Калберт, Р.О. Амвросий "Эволюция системы управления робонавтом NASA / DARPA," в IEEE International Conf. Робототехника Автоматизация, 2003, с. 2543–2548.
  • Г. Лэндис, "Дистанционное управление с орбиты Марса: предложение для исследования человеком", Acta Astronautica, Vol. 61, № 1, 59-65 (январь 2008 г.); также документ IAC-04-IAA.3.7.2.05, 55-й Конгресс Международной астронавтической федерации (2004 г.). (Популярная версия доступно в НАСА.)

внешняя ссылка

Ролики