Робонавт - Robonaut

Два робота Робонавт 2

Robonaut это человекоподобный робот , часть девелоперского проекта , проведенного Robotics Laboratory ловких в НАСА «s Линдон Джонсон Космический центр (ОНК) в Хьюстоне , штат 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 Робонавт состоит в том, чтобы гуманоидная машина работала вместе с астронавтами . Его форм-фактор и маневренность разработаны таким образом, что Робонавт может использовать космические инструменты и работать в аналогичных условиях, подходящих для космонавтов.

Последняя версия Робонавта, R2, была доставлена ​​на Международную космическую станцию (МКС) с помощью STS-133 в феврале 2011 года. Первый робот, созданный в США на МКС, R2 представляет собой роботизированный торс, предназначенный для помощи при выходе экипажа в открытый космос и может удерживать инструменты. используется экипажем. Однако Робонаут 2 не имеет адекватной защиты, необходимой для существования за пределами космической станции, и потребуются улучшения и модификации, чтобы позволить ему перемещаться внутри станции. НАСА заявляет, что «Робонавты необходимы для будущего НАСА, поскольку мы выходим за пределы низкой околоземной орбиты », а R2 предоставит данные о том, как робот может работать бок о бок с астронавтами.

Робонавт 1

Робонавт 1 (R1) был первой моделью. У двух версий Робонавта (R1A и R1B) было много партнеров, включая DARPA . Никто не летал в космос. Другие проекты Робонавта предполагают использование для дистанционной работы на планетных поверхностях, где Робонавт мог бы исследовать поверхность планеты, получая инструкции от орбитальных астронавтов, указанных выше. Робонавт B был представлен в 2002 году, R1B - портативная версия R1. 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, это база с двумя колесами, использующая Segway PT . И четырехколесный Centaur 1, который был разработан в 2006 году. Робонаут участвовал в полевых испытаниях NASA Desert Research and Technology Studies в пустыне Аризоны.

В 2006 году автомобильная компания General Motors проявила интерес к проекту и предложила объединиться с НАСА. В 2007 году было подписано Соглашение о космическом акте, которое позволило GM и НАСА совместно работать над следующим поколением Робонавтов.

  • Робонавт с ногой невесомости

  • Робонавт прикреплен к РМП

  • Робонавт прикреплен к Кентавру 1

Робонавт 2

R2 впервые выходит на борт МКС

В феврале 2010 года общественности был показан Робонавт 2 (R2) . R2 способен развивать скорость более чем в четыре раза быстрее, чем R1, он более компактен, маневреннее и обладает более глубоким и широким диапазоном чувствительности. 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. В роботе более 350 датчиков и 38 процессоров PowerPC .

Члены экипажа станции смогут управлять R2, как и диспетчеры на земле; оба будут делать это с помощью телеприсутствия . Одно из улучшений по сравнению с предыдущим поколением Робонавтов заключается в том, 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 настраивать на выполнение задач, а затем выполнять их автономно с периодическими проверками статуса. Хотя не весь диапазон движений и чувствительность человека был воспроизведен, рука робота имеет 12 степеней свободы, а также 2 степени свободы в запястье. Модель R2 также использует сенсорные датчики на кончиках пальцев.


R2 был разработан как прототип для использования на Земле, но менеджеры миссий были впечатлены R2 и решили отправить его на МКС. Были сделаны различные улучшения, чтобы сделать его пригодным для использования внутри станции. Материалы внешней оболочки были заменены 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.

Робонавт модернизируется на орбите

«Робонаут-2» был запущен на космическом корабле STS-133 24 февраля 2011 г. и доставлен на МКС . 22 августа R2 был впервые включен на низкой околоземной орбите. Это называлось «замачиванием мощности», которое представляет собой тест системы питания только без движения. 13 октября R2 впервые переместился в космос. Условия на борту космической станции являются испытательным полигоном 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 вакуумирование или очистка фильтров. Пара ног были доставлены на МКС на SPX-3 в апреле 2014 года рюкзак Батарею планируется запустить на более поздний рейс в лето / осень 2014 В конструкции робота R2, 3D - время полета тепловизоре использоваться вместе с парой стереокамер для передачи в систему информации о глубине и видимых стереоизображений. Это позволяет R2 «видеть», что является одним из основных условий выполнения его задач. Для интеграции различных типов данных датчиков в единую среду разработки используется программное обеспечение обработки изображений Halcon 9.0 от MVTec Software (Мюнхен, Германия [1] ).

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 не было планов вернуть запущенный R2 обратно на Землю, НАСА объявило 1 апреля 2018 года, что R2 вернется на Землю в мае 2018 года с CRS-14 Dragon для ремонта и возможного перезапуска примерно через год. Опыт НАСА с R2 на станции поможет им понять его возможности для возможных миссий в дальний космос.

  • R2 на борту МКС с Дэном Бербанком

  • R2 прикреплен к Centaur 2

  • R2 с предполагаемыми наземными опорами

  • R2 с его "лазающими ногами"

Проект М

В конце 2009 года Космический центр Джонсона объявил о предлагаемой миссии под названием Project M, которая, если бы она была одобрена, имела бы цель высадить на Луну робота R2 в течение 1000 дней.

Смотрите также

Рекомендации

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 , IEEE Intelligent Systems Journal, Vol. 15 , No. 4, pp. 57–63, июль / август. 2000, DOI : 10,1109 / +5254,867913 .
  • М.А. Дифтлер, С.Дж. Калберт и Р.О. Амброуз, « Эволюция системы управления робонавтами NASA / DARPA », в IEEE International Conf. Автоматизация робототехники , стр. 2543–2548, 2003.
  • Дж. 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 доступна в НАСА .)

Внешние ссылки

Видео