NASA wybrała ostatecznie 10 propozycji demonstratorów nowoczesnych technologii. Dwa związane są z lotami suborbitalnymi, a reszta z robotyką. Zapraszamy do zapoznania się z pełną listą wybranych przez agencję NASA propozycji.
W ramach programu Flight Opportunities amerykańska agencja kosmiczna NASA wybrała dwa projekty, które zostaną zrealizowane na wysokościach suborbitalnych. Transport instrumentarium badawczego mają zapewnić komercyjne firmy. Umożliwi to tani dostęp do warunków “kosmicznych” naukowcom z różnych dziedzin i uczelni. W pierwszym z projektów pojazdem wynoszącym oprzyrządowanie ma być samolot suborbitalny, w drugim – balon stratosferyczny.
Pierwszy projekt nosi tytuł “Validating Telemetric Imaging Hardware for Crew-Assisted and Crew-Autonomous Biological Imaging in Suborbital Applications”. Jego celem jest opracowanie techniki biologicznego, fluorescencyjnego znakowania zmian zachodzących u roślin (i w tkankach roślinnych) w trakcie przebywania w warunkach mikrograwitacji. Główny badacz to Robert Ferl z University of Florida w Gainesville.
“Stratospheric Parabolic Flight Technology” to tytuł drugiego z projektów. To w nim pojazdem wynoszącym ładunek ma być balon stratosferyczny. W zadaniu tym mają zostać przetestowane urządzenia w lotach parabolicznych – ze szczególnym uwzględnieniem ich zachowania w warunkach mikrograwitacji. Dodatkowo badaniom ma zostać poddany High Altitude Shuttle System (HASS) korporacji Near Space. HASS to szybowiec zdolny do samodzielnego lądowania po uwolnieniu z balonu stratosferycznego (firmy Tillamook) i to właśnie ten pojazd umożliwi wytworzenie warunków mikrograwitacji do przeprowadzenia innych eksperymentów naukowych. Liderem projektu jest Steven Collicott z Purdue University w West Lafayette.
NASA już od dawna wykorzystuje roboty w swoich zadaniach. Przede wszystkim łaziki i lądowniki międzyplanetarne a ostatnimi czasy także zrobotyzowanego astronautę – Robonautę. Sukces misji łazików MER, aktualne badania MSL i “rozwój” Robonauty na pełnoprawnego członka załogi wyraźnie wskazują chęć NASA do wykorzystywania w jak największym stopniu autonomicznych, zautomatyzowanych systemów.
Warto nadmienić, że Robonauta ostatecznie ma wykonywać część czynności sam, bez pomocy załogantów (np. ostatnie pomiary wentylacji na ISS). Zwolni ludzi do zadań bardziej skomplikowanych – projektów naukowych lub inżynierskich napraw.
NASA nie wybrałaby aż ośmiu demonstratorów technologii związanych z robotyką, gdyby nie Narodowy Program Robotyzacji (National Robotics Initiative – NRI) ogłoszony przez prezydenta USA Baracka Obamę. Z założenia ma on służyć finansowaniu projektów “robotycznych” w Stanach Zjednoczonych. Celem jest przyspieszenie opracowania i wdrożenia na rynek nowej generacji robotów zdolnych zastąpić człowieka lub współpracować z nim. Maszyny te mają mieć zwiększane możliwości i użyteczność w ramach całego układu jak i jego elementów składowych. Ważnym aspektem jest także ich rynkowe wykorzystanie w przedsiębiorstwach i innych organizacjach.
Oprócz badań w całym cyklu życiowym produktu (koncepcja, opracowanie, produkcja i wdrażanie) ważnym aspektem jest także edukacja społeczeństwa o korzyściach płynących z tak daleko posuniętej automatyzacji. Program zakłada współpracę z uczelniami, przemysłem, organizacjami non-profit. Finansowane są małe (czas realizacji od roku do 5 lat) i duże projekty (od 5 do 10 lat).
Wracając do projektów wytypowanych przez NASA: są one związane i z łazikami, i z robotami humanoidalnymi oraz innymi typami urządzeń i mechanizmów.
“Toward Human Avatar Robots for Co-Exploration of Hazardous Environments”, J. Pratt, Florida Institute of Human Machine Cognition, Pensacola. Zadanie to obejmuje skonstruowanie i zaprogramowanie robotów-awatarów prowadzonych przez ludzką obsługę w celu badania niebezpiecznych środowisk. Warto zaznaczyć, że takim obszarem może być obca planeta – ale równie dobrze obszar na Ziemi skażony środkami chemicznymi lub promieniowaniem.
“A Novel Powered Leg Prosthesis Simulator for Sensing and Control Development”, H. Herr, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge. Profesor H. Herr zajmuje się biomechatroniką (w naszym kraju wrzucaną do jednego worka z mechatroniką). W swoich projektach stara się łączyć naturę z techniką – usprawniając tę pierwszą. Konstruuje urządzenia przede wszystkim dla poszkodowanych w różnych wypadkach (na przykład protezy kolan) ale nie tylko. Nowatorsko zasilana proteza nogi symulująca czucie i rozwijająca kontrolę może stać się przyrządem używanym przez astronautów także do symulacji odmiennych warunków ciążenia (najprawdopodobniej jako egzoszkielet).
“Long-range Prediction of Non-Geometric Terrain Hazards for Reliable Planetary Rover Traverse”, R. Whittaker, Carnegie Mellon University, Pittsburgh. Znamy historię łazika Spirit (MER-A), który 23 kwietnia 2009 roku zakopał się w marsjańskiej wydmie. Raz za razem próbowano go z niej oswobodzić, jednak próby spełzły na niczym. Zagrożenia takie jak ruchome piaski są sporym wyzwaniem dla autonomicznych robotów, stąd pojawienie się projektu o przewidywaniu wszelkich niegeometrycznych (niekształtnych, które ciężko przypisać do bazy w programie) zagrożeń terenowych na trasie łazików międzyplanetarnych.
“Actuators for Safe, Strong and Efficient Humanoid Robots”, S. Pekarek, Purdue University. Tytuł projektu mówi wszystko: “Aktuatory dla bezpiecznych, silnych i efektywnych robotów humanoidalnych”. Nie jest to zadanie proste. Chcąc zachować “ludzkie kształty” robota natrafia się na istotne problemy związane z jego maksymalnym udźwigiem. Nie są to wielkości powalające, a chcąc wykorzystywać roboty humanoidalne do coraz cięższych prac, należy pracować nad systemem ich aktuatorów (np.: silników elektrycznych, siłowników napędzających kończyny itp.) by były w stanie sprostać zadaniom.
“Active Skins for Simplified Tactile Feedback in Robotics”, S. Bergbreiter, University of Maryland, College Park. Prowadząc prelekcję o nowoczesnych robotach zapytałem słuchaczy: “Do czego robotowi może służyć skóra?”. W tej chwili widzimy, że NASA wybrała jeden z projektów, który opiera się na konstrukcji takiej “skóry”! Więc do czego może się ona przydać? Przede wszystkim do komunikacji z otoczeniem, tzn. jako sensor siły i ciśnienia (jak nasz zmysł dotyku), ale także temperatury, przyspieszenia a nawet natężenia światła.
“Whole-body Telemanipulation of the Dreamer Humanoid Robot on Rough Terrains Using Hand Exoskeleton (EXODREAM)”, L. Sentis, University of Texas w Austin. Czy projekt powstał na kanwie filmu “Avatar” czy znacznie starszego opowiadania science-fiction “Nazywam się Joe” Poula Andersona – nie wiadomo. Jednakże w tym przypadku inżynieria dogania fikcję – za pomocą egzoszkieletu na dłoń (EXODREAM) będzie przeprowadzana telemanipulacja całym ciałem humanoidalnego robota DREAMER. Pozwoli to na dokonywanie różnorakich operacji w środowiskach niebezpiecznych bądź zabójczych dla człowieka.
“Long, Thin Continuum Robots for Space Applications”, I. Walker, Clemson University, Clemson, S.C. Profesor Ian Walker już długi czas pracuje nad “mackowatymi” i “robako-podobnymi” robotami. Trudno nie przecenić ich możliwości na przykład na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, gdzie zasięg ich ruchów będzie bardzo duży. Przykładowo mogą służyć jako “przepatrywacze” do poszukiwania usterek.
“Manipulating Flexible Materials Using Sparse Coding”, R. Platt, State University of New York, Buffalo. Manipulacja przez roboty materiałami takimi jak przewody może sprawiać maszynom (i programistom) spore trudności. Projekt zakłada użycie techniki oszczędnego kodowania (zaczerpniętego z sieci neuronowych).
To wszystkie z demonstracyjnych projektów, związanych z robotyką, wybranych przez NASA w tym roku. Wiele z nich posiada spory potencjał także przy badaniach prowadzonych na Ziemi, m.in. w zwykłych fabrykach i przedsiębiorstwach.
