Марсианские «муравьи»

Прототипы роботов «муравьев». Фото: Dmitri Gerondidakis / NASA

Космические тела будут изучать не аппараты-одиночки, а команда небольших роботов

Михаил Карпов

27 августа, 2014 12:21

5 мин

НАСА собирается начать широкомасштабные испытания маленьких роботов, которые будут сообща исследовать поверхность планет Солнечной системы. Автоматы, разработанные инженерами Куртом Лейхтом, Гилом Монтегю и Карлом Штолляйсом, ищут и собирают образцы пород вместе, действуя как муравьи из одного муравейника.

Эти роботы приспособлены для того, чтобы выйти из одной точки и разъехаться в случайных направлениях в поисках заданного материала на местности. Во время эксперимента, поставленного инженерами, таким материалом служили кусочки бумаги с нанесенным на них штрих-кодом. Считывать штрих-код просто, поэтому учёные и воспользовались этой технологией: целью испытания было доказательство эффективности концепции совместной деятельности устройств, а не распознавание конкретных образцов.

Подобные машины, готовящиеся в будущем отправится к Марсу или астероидам, оборудуют сенсорами, которые смогут выявлять водяной лед в грунте или находить соединения, позволяющие космонавтам производить из них воздух, пригодный для дыхания.

Сейчас испытания роботов ведутся на автомобильных парковках Центра управления запусками в Космическом центре Кеннеди. Пока в них принимают участие четыре аппарата, напоминающие своим видом радиоуправляемые модели автомобилей. Каждый из них оборудован веб-камерой, антенной Wi-Fi и приемником GPS.

Эти устройства запрограммированы для самостоятельного исследования местности, но когда один из роботов натыкается на крупные залежи ценного материала, он подзывает к себе остальных. Таким же образом ведет себя колония муравьев, члены которой собираются вокруг источника пищи для распределения задач по перемещению еды в муравейник.

По словам Шерил Мако, инженера из Космического центра Кеннеди, курирующего эту программу исследований, специалисты произвели «огромное количество» полевых испытаний и собрали необходимые данные с опережением графика. Курт Лейхт говорит, что если проект будет успешно внедрен, то такие системы будут состоять не из четырех-пяти, а из целых роев роботов.

Он отмечает, что сейчас одной из первоочередных задач, стоящих перед инженерами, является уменьшение и упрощение потока данных, которыми обмениваются машины. Это делается для того, чтобы систему можно было легко масштабировать.

Курт Лейхт, Гил Монтегю и Карл Штолляйс (слева направо) с прототипами роботов «муравьев». Фото: Dmitri Gerondidakis / NASA

Программное обеспечение роботов проверяется в симуляторе на компьютере, прежде чем его устанавливают на аппарат. К тому же на виртуальной площадке можно испытать работу десятков и даже сотен виртуальных машин под управлением новой версии ПО. В ближайшее время инженеры собираются подключить к системе экспериментального робота RASSOR, также разработанного в Космическом центре Кеннеди и предназначенного для получения образцов лунных или марсианских пород.

Сейчас на поверхности других планет и космических тел работают крупные комплексы вроде марсохода Curiosity. Они оснащены всевозможными сенсорами, инструментами и научными приборами. В отличие от этих аппаратов, каждый из «роботов-муравьев» будет оборудован одним-двумя инструментами для выполнения конкретной задачи.

Рои таких машин, по словам Лейхта, полезны не только тем, что позволяют исследовать крупный участок местности быстрее. Если один из роботов сломается, то это не положит конец экспедиции, ведь остальные аппараты продолжат функционировать, а вышедшей из строя машине найдется замена.

Инженеры предлагают использовать этих роботов и на Земле. Если новые испытания, которые запланированы на осень 2014 года, увенчаются успехом, то систему могут приспособить для поисковых и спасательных работ. Такие машины будут работать на руинах зданий после природных катастроф или искать обломки упавшего самолета. Помимо этого их можно будет использовать для проверки состояния труб и магистралей. Шерил Мако отмечает, что использование подобных роботов позволит существенно сэкономить на инспекции систем водоснабжения.

НАСА, а также другие космические агентства уже использовали несколько аппаратов в рамках одной экспедиции к космическим телам. Например, первый марсоход Sojourner работал в связке со стационарным комплексом Mars Pathfinder, японский зонд «Хаябуса» был оснащен аппаратом Minerva, приспособленным для посадки на астероид, а аппарат «Кассини» выпустил модуль «Гюйгенс», который совершил посадку на спутник Сатурна Титан.

ТЕГИ

поддержать проект

Для поднятия хорошего настроения, вы можете угостить наших редакторов чашечкой кофе

Маленькая чашка кофе