Робонавт

Робонавт робот - — гуманоид , являющийся частью проекта разработки, проводимого Лабораторией ловкой робототехники НАСА Космического центра имени Линдона Б. Джонсона (JSC) в Хьюстоне , штат Техас . Робонавт отличается от других современных космических роботов тем, что, хотя большинство современных космических робототехнических систем (таких как роботизированные руки, краны и исследовательские марсоходы) предназначены для перемещения крупных объектов, задачи Робонавта требуют большей ловкости.

Основная идея серии «Робонавт» — заставить гуманоидную машину работать вместе с астронавтами . Его форм-фактор и маневренность разработаны таким образом, что Робонавт «способен выполнять все задачи, необходимые члену экипажа в костюме для выхода в открытый космос». ^[1]

НАСА заявляет: «Робонавты необходимы для будущего НАСА, когда мы выйдем за пределы низкой околоземной орбиты ». ^[2] а R2 предоставит данные о том, как робот может работать бок о бок с астронавтами. ^[3]

Последняя версия «Робонавта», R2, была доставлена на Международную космическую станцию (МКС) кораблем STS-133 в феврале 2011 года. ^[2] Первый робот, построенный в США на МКС, R2 представляет собой роботизированный торс, предназначенный для помощи экипажу при выходе в открытый космос и вмещающий инструменты, используемые экипажем. ^[3] Однако «Робонавт-2» не имеет адекватной защиты, необходимой для существования за пределами космической станции, и потребуются улучшения и модификации, чтобы позволить ему передвигаться внутри станции. ^[3]

По состоянию на 2018 год ^[update] НАСА планировало вернуть R2 для ремонта, а затем перезапустить. ^{[ нужно обновить ]}

Робонавт 1

Робонавт 1 (R1) был первой моделью. У двух версий Robonaut (R1A и R1B) было много партнеров, включая DARPA . Ни один из них не летал в космос. Другие конструкции Робонавта предлагают использование для телеоперации на поверхностях планет, где Робонавт может исследовать поверхность планеты, получая инструкции от астронавтов, находящихся на орбите выше. ^[4] Robonaut B был представлен в 2002 году, R1B — это портативная версия R1. ^[5] У R1 было несколько нижних тел. Одной из них была нога с невесомостью, на которую, если бы Робонавт работал на космической станции, он поднимался бы, используя внешние поручни, а затем использовал бы ногу с невесомостью, чтобы зафиксироваться на станции с помощью разъема WIF. Другой была роботизированная мобильная платформа (RMP), разработанная в 2003 году. ^[6] это база с двумя колесами на базе Segway PT . ^[7] И четырехколесный Centaur 1, разработанный в 2006 году. ^[8]^[9]Робонавт участвовал в полевых испытаниях НАСА по исследованию пустынь и технологий в пустыне Аризоны. ^[10]

В 2006 году автомобильная компания General Motors проявила интерес к проекту и предложила объединиться с НАСА. В 2007 году было подписано Соглашение о космосе, которое позволило GM и НАСА совместно работать над следующим поколением «Робонавтов». ^[11]

Робонавт с ногой в невесомости
Робонавт прикреплен к RMP
Робонавт прикреплен к Центавру-1

Робонавт 2

В феврале 2010 года Robonaut 2 (R2) был представлен публике. R2 способен развивать скорость более чем в четыре раза быстрее, чем R1, он более компактен, более ловок и имеет более глубокий и широкий диапазон чувствительности. ^[12] Он может двигать руками со скоростью до 2 м/с, имеет полезную нагрузку 40 фунтов, а сила захвата его рук составляет примерно 5 фунтов. за палец. более 350 датчиков и 38 процессоров PowerPC . В роботе ^[13]

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 нуждается в постоянном присмотре. В предвидении будущего пункта назначения, в котором расстояние и временные задержки сделают непрерывное управление проблематичным, R2 был разработан так, чтобы ставить задачи и затем выполнять их автономно с периодическими проверками статуса. ^[11] Хотя не весь диапазон движений и чувствительности человека был продублирован, рука робота имеет 12 степеней свободы , а также 2 степени свободы запястья. ^[14] Модель R2 также использует сенсорные датчики на кончиках пальцев. ^[15]

R2 был разработан как прототип для использования на Земле, но руководители миссии были впечатлены R2 и решили отправить его на МКС. ^[11] Были сделаны различные модернизации, чтобы его можно было использовать внутри станции. Материалы внешней оболочки были заменены в соответствии с требованиями пожаробезопасности станции, была добавлена защита для уменьшения электромагнитных помех, процессоры были модернизированы для повышения радиационной стойкости робота, оригинальные вентиляторы были заменены на более тихие, чтобы соответствовать требованиям станции по шуму, а также система питания. был перемонтирован для работы от системы постоянного тока станции, а не от переменного тока, используемого на земле. ^[11]

В конструкции робота R2 времени полета будет использоваться 3D-изображение в сочетании с парой стереокамер для предоставления системе 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 программное обеспечение для обработки изображений Halcon 9.0 от MVTec Software (Мюнхен, Германия [1] ). используется ^[16]

2011 Испытания на МКС

«Робонавт-2» был запущен на STS-133 24 февраля 2011 года и доставлен на МКС . 22 августа R2 впервые был включен на низкой околоземной орбите. ^[17] Это называлось «выдерживанием мощности», которое представляет собой проверку энергосистемы только без движения. 13 октября R2 впервые двинулся в космос. ^[18] Условия на борту космической станции предоставляют роботам испытательный полигон для работы плечом к плечу с людьми в условиях микрогравитации. Как только это будет продемонстрировано внутри станции, могут быть добавлены обновления программного обеспечения и нижние корпуса, что позволит R2 перемещаться внутри станции и выполнять задачи по техническому обслуживанию, такие как уборка пылесосом или очистка фильтров. ^[11] Пара ног была доставлена на МКС на корабле SpX-3 в апреле 2014 года. Рюкзак с аккумулятором планировалось запустить в более поздний полет летом/осенью 2014 года. ^[19]^{[ нужно обновить ]}

Могут быть добавлены дальнейшие обновления, которые позволят R2 работать снаружи, в космическом вакууме, где R2 может помогать выходцам в открытый космос выполнять ремонт, вносить дополнения в станцию или проводить научные эксперименты. Планов по возвращению запущенного R2 на Землю изначально не было. ^[11]

2018 Ремонт и возможный перезапуск

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. ^[20] По состоянию на 2018 год ^[update] НАСА планировало вернуть R2 для ремонта, а затем перезапустить. ^{[ нужно обновить ]}

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 Кентавру 2
R2 с предлагаемыми наземными ветками
R2 с его «лазающими ногами»

Проект М (Р2 на Луне)

предложенной миссии под названием «Проект М» объявил о В конце 2009 года Космический центр Джонсона , цель которой, если бы она была одобрена, заключалась в посадке робота R2 на Луну в течение 1000 дней. ^[21]^[22]

См. также

Список роботов НАСА
CIMON – Плавающий робот, развернутый на МКС компанией Airbus
Int-Ball - робот с плавающей камерой, развернутый на МКС JAXA
Джастин (робот) , аналогичный робот на Земле от DLR
Киробо , первый полностью человекоподобный робот-космонавт.
ФЕДОР (робот) – российский гуманоидный робот-космонавт.

Ссылки

^ Дж. Л. Рохлис; Джон-Пол Кларк; СМ Гоза. (2001). «ТЕЛЕРОБОТИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ КОСМИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ: ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИНТЕРФЕЙСА ЧЕЛОВЕК-РОБОТ AIAA 2001-5110» (PDF) .
↑ Перейти обратно: Перейти обратно: ^а ^б «Домашняя страница Робонавта» . НАСА . Проверено 27 мая 2011 г.
↑ Перейти обратно: Перейти обратно: ^а ^б ^с «Миссия Робонавта МКС» . НАСА. Архивировано из оригинала 31 мая 2011 года . Проверено 27 мая 2011 г.
^ Ветингтон, Николос (3 декабря 2007 г.). «Будущие исследователи Марса смогут увидеть планету только с орбиты» . Вселенная сегодня . Проверено 12 августа 2009 г.
^ Эмброуз, Роберт. «Робонавт» (PDF) . Космический центр Джонсона. Архивировано из оригинала (PDF) 21 июля 2011 г.
^ «Мобильные манипуляции с использованием робота НАСА» (PDF) . Международная конференция по робототехнике и автоматизации. Апрель 2004 г. Архивировано из оригинала (PDF) 24 июня 2010 г. Проверено 26 июня 2011 г.
^ Малик, Тарик (20 октября 2004 г.). «Платформа Segway приводит в движение роботов» . США сегодня . Проверено 1 ноября 2010 г. Самобалансирующаяся роботизированная платформа Segway занимает около 2 квадратных футов и оснащена программным обеспечением и интерфейсной электроникой, необходимой для приема, обработки и выполнения команд от бортовой полезной нагрузки робота.
^ «Робонавт» . НАСА . Проверено 26 июня 2011 г.
^ «Робонавт: Технический документ проекта М» . НАСА . Архивировано из оригинала 27 мая 2010 г.
^ Бергер, Брайан (27 ноября 2006 г.). «НАСА тестирует роботов для исследования Луны» . Новости Эн-Би-Си . Проверено 24 июня 2011 г.
↑ Перейти обратно: Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж «Робонавт 2: Информационный бюллетень» (PDF) . НАСА . Проверено 25 июня 2011 г.
^ «Робонавт 2» . НАСА . Проверено 25 июня 2011 г.
^ Джосон, Имельда Б.; Агирре, Эдвин Л. (23 февраля 2011 г.). «Первый робот-космонавт НАСА» . Небо и телескоп .
^ Ловчик, К.С.; Дифтлер, Массачусетс (1999). Рука Робонавта: ловкая рука робота для космоса . Международная конференция IEEE по робототехнике и автоматизации. Том. 2. С. 907–912. дои : 10.1109/РОБОТ.1999.772420 .
^ О'Мэлли, МК ; Амвросий, Р.О. (2003). «Приложения с тактильной обратной связью для Робонавтов». Промышленный робот . 30 (6): 531–542. дои : 10.1108/01439910310506800 . ISSN 0143-991X .
^ Крейцер, Лутц (1 мая 2012 г.). «Программное обеспечение Vision позволяет роботам НАСА видеть» . Фотонные спектры .
^ «Добро пожаловать на борт Робонавта 2» . НАСА. 19 сентября 2011 г. Архивировано из оригинала 12 декабря 2021 г. Проверено 3 ноября 2011 г.
^ «Первое движение Робонавта-2 на МКС» . НАСА. 2011-11-02. Архивировано из оригинала 12 декабря 2021 г. Проверено 3 ноября 2011 г.
^ «Твиттер-АстроРобонавт» . НАСА. 12 марта 2014 года . Проверено 29 марта 2014 г.
^ Г., Крис (1 апреля 2018 г.). «Твит от главного редактора NASA Spaceflight» . #Робонавт перестал включаться. Экипаж устранил неполадку. Имеется электрическая неисправность. Возвращаюсь на CRS-14 в следующем месяце для ремонта. Должен быть перезапущен примерно через год, чтобы вернуться на МКС. #SpaceX #Falcon9 #Dragon #CRS14
^ Аткинсон, Нэнси (5 февраля 2010 г.). «Отправит ли НАСА роботов на Луну с «Проектом М»? » . Вселенная сегодня .
^ Чанг, Кеннет (1 ноября 2010 г.). «В НАСА тихий поиск по отправке робота-гуманоида на Луну» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 1 ноября 2010 г. Гуманоидный ловкий робот — по крайней мере, верхняя половина — уже существует: «Робонавт-2», разработанный НАСА и General Motors, упакован на шаттл «Дискавери», старт которого запланирован на среду.

Дальнейшее чтение

Р. О. Эмброуз, Х. Олдридж, Р. С. Аскью, Р. Берридж, В. Блютман, М. А. Дифтлер, К. Ловчик, Д. Магрудер, Ф. Ренмарк, РОБОНАВТ: Космический гуманоид НАСА. Архивировано 2 октября 2012 г. в Wayback Machine , IEEE. Журнал интеллектуальных систем, Vol. 15 , № 4, стр. 57–63, июль/август. 2000, дои : 10.1109/5254.867913 .
М. А. Дифтлер, К. Дж. Калберт и Р. О. Эмброуз, « Эволюция системы управления роботами НАСА/DARPA », на Международной конференции IEEE. Автоматизация робототехники , стр. 2543–2548, 2003.
Дж. Лэндис, «Телеоперация с орбиты Марса: предложение по исследованию 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.). (Популярную версию можно получить в НАСА .)
Дж. Л. Рохлис, Джон-Пол Кларк, С. М. Гоза. КОСМИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ ТЕЛЕРОБОТИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ: ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИНТЕРФЕЙСА ЧЕЛОВЕК-РОБОТ AIAA 2001-5110

Внешние ссылки

Видео

[Rochlis2001-1] Дж. Л. Рохлис; Джон-Пол Кларк; СМ Гоза. (2001). «ТЕЛЕРОБОТИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ КОСМИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ: ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИНТЕРФЕЙСА ЧЕЛОВЕК-РОБОТ AIAA 2001-5110» (PDF) .

[robonaut.default-2] Перейти обратно: Перейти обратно: ^а ^б «Домашняя страница Робонавта» . НАСА . Проверено 27 мая 2011 г.

[ROBOISS-3] Перейти обратно: Перейти обратно: ^а ^б ^с «Миссия Робонавта МКС» . НАСА. Архивировано из оригинала 31 мая 2011 года . Проверено 27 мая 2011 г.

[4] Ветингтон, Николос (3 декабря 2007 г.). «Будущие исследователи Марса смогут увидеть планету только с орбиты» . Вселенная сегодня . Проверено 12 августа 2009 г.

[5] Эмброуз, Роберт. «Робонавт» (PDF) . Космический центр Джонсона. Архивировано из оригинала (PDF) 21 июля 2011 г.

[6] «Мобильные манипуляции с использованием робота НАСА» (PDF) . Международная конференция по робототехнике и автоматизации. Апрель 2004 г. Архивировано из оригинала (PDF) 24 июня 2010 г. Проверено 26 июня 2011 г.

[7] Малик, Тарик (20 октября 2004 г.). «Платформа Segway приводит в движение роботов» . США сегодня . Проверено 1 ноября 2010 г. Самобалансирующаяся роботизированная платформа Segway занимает около 2 квадратных футов и оснащена программным обеспечением и интерфейсной электроникой, необходимой для приема, обработки и выполнения команд от бортовой полезной нагрузки робота.

[8] «Робонавт» . НАСА . Проверено 26 июня 2011 г.

[9] «Робонавт: Технический документ проекта М» . НАСА . Архивировано из оригинала 27 мая 2010 г.

[10] Бергер, Брайан (27 ноября 2006 г.). «НАСА тестирует роботов для исследования Луны» . Новости Эн-Би-Си . Проверено 24 июня 2011 г.

[Fact-11] Перейти обратно: Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж «Робонавт 2: Информационный бюллетень» (PDF) . НАСА . Проверено 25 июня 2011 г.

[12] «Робонавт 2» . НАСА . Проверено 25 июня 2011 г.

[13] Джосон, Имельда Б.; Агирре, Эдвин Л. (23 февраля 2011 г.). «Первый робот-космонавт НАСА» . Небо и телескоп .

[LovchikDiftler1999-14] Ловчик, К.С.; Дифтлер, Массачусетс (1999). Рука Робонавта: ловкая рука робота для космоса . Международная конференция IEEE по робототехнике и автоматизации. Том. 2. С. 907–912. дои : 10.1109/РОБОТ.1999.772420 .

[O'MalleyAmbrose2003-15] О'Мэлли, МК ; Амвросий, Р.О. (2003). «Приложения с тактильной обратной связью для Робонавтов». Промышленный робот . 30 (6): 531–542. дои : 10.1108/01439910310506800 . ISSN 0143-991X .

[16] Крейцер, Лутц (1 мая 2012 г.). «Программное обеспечение Vision позволяет роботам НАСА видеть» . Фотонные спектры .

[17] «Добро пожаловать на борт Робонавта 2» . НАСА. 19 сентября 2011 г. Архивировано из оригинала 12 декабря 2021 г. Проверено 3 ноября 2011 г.

[18] «Первое движение Робонавта-2 на МКС» . НАСА. 2011-11-02. Архивировано из оригинала 12 декабря 2021 г. Проверено 3 ноября 2011 г.

[19] «Твиттер-АстроРобонавт» . НАСА. 12 марта 2014 года . Проверено 29 марта 2014 г.

[20] Г., Крис (1 апреля 2018 г.). «Твит от главного редактора NASA Spaceflight» . #Робонавт перестал включаться. Экипаж устранил неполадку. Имеется электрическая неисправность. Возвращаюсь на CRS-14 в следующем месяце для ремонта. Должен быть перезапущен примерно через год, чтобы вернуться на МКС. #SpaceX #Falcon9 #Dragon #CRS14

[21] Аткинсон, Нэнси (5 февраля 2010 г.). «Отправит ли НАСА роботов на Луну с «Проектом М»? » . Вселенная сегодня .

[m-22] Чанг, Кеннет (1 ноября 2010 г.). «В НАСА тихий поиск по отправке робота-гуманоида на Луну» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 1 ноября 2010 г. Гуманоидный ловкий робот — по крайней мере, верхняя половина — уже существует: «Робонавт-2», разработанный НАСА и General Motors, упакован на шаттл «Дискавери», старт которого запланирован на среду.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]