Drohnen auf der ISS

Zusammenfassung: Verschiedenes, mangelnde Toleranz, Nenashi. Und ein bisschen über die Raumpflege. (+ Kritisieren - Angebot!)

Der eigentliche Teil, TTX - Ein bisschen Analyse: Was verbirgt sich hinter dem TTX, wie ist das Ziel der Drohnen in der Orbitalstation und was ist ihr Schicksal auf der realen ISS? warum es sich herausstellt - und wie könnte es sein? Klettern in Fantasien, die sich in Neujahr verwandeln

1. Drohnenübersicht

1.0. Veranstaltungsort: ISS

Warum ist die Idee von Drohnen auf der ISS attraktiv?

Es reicht aus, sich an die Hauptansprüche an Drohnen zu erinnern, wenn sie an Land eingesetzt werden:
- sehr laut;
- kurze Flugzeit.

Sowohl der erste als auch der zweite aufgrund der Tatsache, dass die Motoren der Drohne mit der Schwerkraft umgehen müssen. Motoren müssen über einer bestimmten Leistungsschwelle arbeiten (andernfalls hebt die Drohne einfach nicht ab). Elektromotoren verbrauchen schnell die Batterie; Geladene Wicklungen und Schrauben, die mit hoher Geschwindigkeit Luft schlagen, erzeugen einen scharfen und kraftvollen Klang.

Auf der ISS, wo es keine Schwerkraft gibt, können die Motoren so schwach arbeiten, wie sie möchten. Sie können Batterie sehr sparsam verbrauchen; Es wird kein lautes Geräusch geben.

Außerdem. Da die ISS selbst ein ziemlich lauter Ort ist (Zwangsbelüftung, viele Racks mit ständig arbeitender Ausrüstung, lebenserhaltenden Systemen und Wartung der Stationsorientierung - der Gesamtverbrauch beträgt ca. 50 kW), ist die Drohne mit mäßigem Motorbetrieb zwar formal ein Geräusch, aber praktisch seine Zwecke können als still angesehen werden. Es wird keine weitere störende Geräuschstörung für die Leute am Bahnhof sein.

1.1. Kugeln (USA)

Laut Pass mit dem Spiel der Akronyme: SPHERES (Synchronized Position Hold Engage Re-Orient Experiment Satellites). Eigentum der NASA. Erstellt am MIT durch DARPA Grant.
Gewicht: 4,3 kg.
Größe: 22 cm.


(Quellen für grafisches Material: NASA, JAXA, ESA.)

Mehrere identische Drohnen, von denen drei in die Umlaufbahn fielen: Blau, Rot und Orange. First Blue, im Jahr 2006. Wenig später der Rest mit verbesserter Firmware.

Dies sind keine Drohnen in dem Sinne, dass wir „Drohnen“ auf der Erde einsetzen, dh hauptsächlich Amateur- (Quadro) oder Profi-Copter (Hexo, Octo). Kugeln sind keine Copter. Sie haben keine Schrauben, sondern Düsen. Reinstrahlantrieb, Druckgas.



Der Zylinder wird mit 170 g gefüllt. Von dort wird Gas auf 12 Düsen verteilt. Maximale Beschleunigung: 17 cm / s ² in Bewegung, 3,5 rad / s ² in Rotation.

Genau dies sind jedoch die maximalen Beschleunigungen. Im Normalbetrieb sind die Beschleunigungen nicht annähernd gleich. In realen Experimenten bewegen sich die Kugeln sehr langsam .
Volle Kommunikation: Funkkanäle mit Frequenzen von 868 und 917 MHz.
Alarm: Infrarotsignal.
Sensoren: Ultraschallempfänger.
Es gibt keine Videokameras, aber für das Bodykit sind Halterungen vorgesehen. Zunächst wurde die VERTIGO-Einheit als Videokamera verwendet, deren Basis zwei Kameras zur Erstellung von Stereobildern sind. Dann, wenn sich Smartphones ausbreiten, nur ein Smartphone.



Die Navigation erfolgte zunächst auf Ultraschallempfängern. Dies sind nicht einmal Abstandssensoren, sie selbst senden keinen Ultraschall aus. Hierzu wurden im amerikanischen Labor 5 Leuchtfeuer befestigt. Wenn Sie Ihre Position bestimmen müssen, gibt Sphere einen Infrarotblitz aus. Dies ist ein Signal für Beacons. Sie wechseln sich mit unterschiedlichen Verzögerungen ab und geben ein Ultraschallsignal ab. Die Kugel fängt diese fünf Signale ab. Die anfängliche unterschiedliche Verzögerung ist erforderlich, damit sich die Signale nicht garantiert überlappen und die Analyse so einfach und zuverlässig wie möglich ist. Daher haben die Beacons nicht einmal unterschiedliche Signaturen. Die tatsächliche Ankunftszeit des Signals ermöglicht es Ihnen, die sekundäre Verzögerung zu berechnen, die mit der Entfernung von der Kugel zu jedem der Beacons verbunden ist.



Alles ist so einfach wie möglich. Vielleicht, weil sich die Schüler zu entwickeln begannen, was von ihrem Vorgesetzten nur schwach aufgenommen wurde und sie an eine Episode aus einem berühmten Kinderfilm erinnerten .
Die Entwickler betrachteten den elektronischen Teil der Drohnen aufgrund der kosmischen Strahlung als den am stärksten gefährdeten Ort. Aber die Drohnen verbrachten mehr als zehn Jahre an der Station, und Probleme gingen mit dem Gasverteilungssystem zu den Düsen. Es stellte sich jedoch bereits am Boden heraus, während der Reparatur des Blue, das auf dem "Dragon" gestartet wurde.



Ähnliche Symptome, nicht so schwerwiegend, überholten Orange, aber bis jetzt bleibt es auf der Station.

1.2. Ball (Japan)

Int-Ball (interne Ballkamera). JAXA-Eigenschaft.
Gewicht: 1,4 kg.
Größe: 15 cm.



Dieser fliegende Mimimi wurde im Sommer 2017 an die ISS geliefert, wurde jedoch erst ein Jahr später, als ein japanischer Astronaut an der Station war, ernsthaft eingesetzt. Formal und jetzt ist der Status des Balls jedoch immer noch eine Neueinstellung.

Zum Bewegen hat es 12 winzige Öffnungen. Aber für die Rotation gibt es bereits einen Block Gyrodynes.



Es besteht eine direkte drahtlose Verbindung ohne Krücken (wie die Spheres) zu den Laptops der Station.
Sie könnten denken, dass es Videokameras in den Augen gibt, aber nein.



Heim-Camcorder in der Nase. Augen sind nur Indikatoren. Sie sind tatsächlich grau. Wenn sie blau leuchten, ist dies ein Signal dafür, dass die Hauptkamera funktioniert. Bei einem Systemausfall werden sie rot und die Sicht auf den Ball wird unerwartet aggressiv.



Das Fahrrad läuft bereits, dass der Ball zum ersten Mal den amerikanischen Astronauten erschreckte, der so etwas nicht erwartet hatte.

Von der Steuerbordseite gibt es eine Hilfskamera, Navigation. Für sie wurden zwei Marker in das japanische Labor gebracht (dieser rosa vyrviglazno-rosa Fleck). Normalerweise befinden sie sich an verschiedenen Enden des Moduls, eines unter der Schwelle, das andere auf der Abdeckung des Mini-Gateways, können jedoch frei bewegt werden.

Auf der linken Seite des Balls befinden sich Ultraschall-Abstandssensoren.

Im Zusammenhang mit modischen Problemen wird betont, dass Körperteile auf einem Drucker gedruckt wurden. (Und dann wurden sie für eine lange Zeit poliert und poliert, Wunder geschehen nicht.)

Im Offline-Modus hat der Ball noch nicht funktioniert. Seine Bewegung wird von zwei Bedienern im japanischen Kundencenter gesteuert.

Einmal im Monat wird das Videotagebuch aktualisiert.

1.3. Simon (Europa, genauer Deutschland)
CIMON (Crew Interactive Mobile Begleiter) zu Ehren von Prof. Simon Wright . Unter der Schirmherrschaft der ESA, hergestellt vom Deutschen Luft- und Raumfahrtzentrum in den deutschen Airbus-Einrichtungen unter Beteiligung von IBM.
Gewicht: 5 kg.
Größe: 32 cm.



Wird diesen Sommer an die ISS "Dragon" geliefert.

Eine detaillierte Beschreibung wurde noch nicht eingereicht, es gibt nur die allgemeinsten Daten: 14 Schrauben. Auf der Nase befinden sich ein Monitor und eine Videokamera, an den Seiten befinden sich zwei weitere Hilfsgeräte.



Linux-System. IBM hat eine tragbare Version von Watson entwickelt , für die keine Dutzende von Servern oder Erdungsverbindungen erforderlich sind.

Wenn Sie plötzlich entschieden haben, dass die Drohnen etwas "mit der KI von IBM" sind! Sie können normal manövrieren, und jetzt sieht es endlich ein bisschen cool aus - hier sind seine Aufnahmen auf Luftrutschen . Im ersten Test stellte sich heraus, dass seine kalkulierte Manövrierfähigkeit schwächer ist als die Überreste der Nichtträgheit im europäischen Fluglabor (stolz ZERO-G genannt).

Es war geplant, dass der Deutsche Alexander Gerst im Oktober mit ihm zusammenarbeiten wird, Sprach- und Gesichtserkennung wurde für ihn inhaftiert. Und im Winter wird Simon wieder auf den Boden gesenkt. Aber offenbar aufgrund der Infektion der Station mit bösen Gremlins haben sich die Fristen verschoben. Informationen zum Anfang finden Sie auf Gersts Twitter .

2. Analyse

Warum Drohnen auf der ISS?

Es gibt zeremonielle Erklärungen der Schöpfer, es gibt Pressemitteilungen von Agenturen, aber es ist klar, dass dies größtenteils alles bürokratische Leerlaufgespräche sind, bei denen die Aussichten wie ein Frosch durch eine Pfeife aufgebläht werden und unangenehme Fragen unter dem Teppich bemerkt werden.

2.1. Wofür sind Kugeln?

Versuchen wir zunächst zu verstehen: Ist das Design angemessen?

In der ISS ist Luft. Aber die Mover der Sphären verwenden ein rein reaktives Prinzip. Dies bedeutet, dass bei laufender Drohne eine Ressource ständig verschwendet wird. Die logische Frage lautet: Wie wird diese Ressource aufgefüllt? Vielleicht können Sie die Drohne direkt zur ISS tanken (dh aus praktischer Sicht wird keine Ressource verschwendet)? Vielleicht wurde ein Kompressor zusammen mit der Drohne an die ISS geliefert? Nein. Die Drohne verwendet austauschbare Zylinder mit verflüssigtem Kohlendioxid. Nach dem Einsatz in einer Drohne müssen sie auf den Boden abgesenkt, dort betankt und wieder zur ISS gebracht werden.

Darüber hinaus wird die Stromversorgung der Drohne nicht über die Batterie, was offensichtlich erscheint, sondern über Batterien. AA-Einwegbatterien zu je zwei 8er-Packs. Wechseln Sie jedes Mal vor dem Gebrauch zu frisch, sollte ungefähr 2 Stunden lang ausreichen. Danach können sie nur noch zu Boden geschickt werden, und die Drohne braucht frische.

Wie kann solch eine seltsame Entscheidung gerechtfertigt werden?

Vielleicht war die Idee, dass die Drohne zwar innerhalb der ISS funktioniert, aber die Bewegung außerhalb der ISS im Vakuum simuliert? Wo ist keine Luft? Oder vielleicht sogar für den Fall gedacht, dass die ISS drucklos wird? Dann konnte er sich im luftleeren Raum in der Station bewegen, so wie es eine Drohne mit Schrauben nicht konnte. Das könnte nützlich sein. Der normale Weg, ein Leck zu finden, ist der Schall. Diese Methode funktioniert jedoch nur, wenn das Leck winzig ist und die Luft langsam entweicht.

Aber die Schöpfer selbst sagen, dass die Drohne nicht für den Einsatz in einem Vakuum gedacht ist.
Dann finden wir vielleicht den Grund in den Experimenten, in denen diese Drohnen eingesetzt wurden?

Ringexperiment



Zwei Kugeln, für jede wird ein Bodykit mit Induktoren (Ring) hinzugefügt. In dieser Form können Drohnen magnetisch interagieren - abstoßen, anziehen und sich gegenseitig verdrehen. Laden Sie sich berührungslos auf.

Was ist die Idee. Der Grund für den Abschluss der meisten (erfolgreichen!) Weltraummissionen ist, dass der Treibstoff erschöpft ist. Das Gerät hat sein Grundprogramm ausgearbeitet und es funktioniert immer noch perfekt, könnte dienen und noch dienen - das ist nur, dass die Motoren keinen Kraftstoff mehr enthalten. Es ist unmöglich, die Flugbahn weiter zu korrigieren. Schlimmer noch, es ist unmöglich, Gyrodines zu entladen, und das Gerät kann die Ausrichtung der Antenne zum Boden und der Paneele zur Sonne nicht mehr beibehalten - die Verbindung zum Boden, Stromausfall ... Kann auf den regelmäßigen Verbrauch des Treibmittels verzichtet werden? Wenn Sie mehrere dieser „Ringe“ platzieren (z. B. auf der Oberfläche der ISS), können Sie einen kleinen Satelliten so oft zwischen ihnen fahren, wie Sie möchten, ohne Kraftstoff zu verbrauchen - genug Strom, was normalerweise kein Problem darstellt.

Auf der Ebene der gebräuchlichen Wörter ist das alles lustig. Ein realer Anwendungsfall ist jedoch schwer vorstellbar - wo und für welchen praktischen Zweck kann dies erforderlich sein?

Darüber hinaus ist das Experiment selbst in der Form, in der es durchgeführt wurde, völlig nutzlos, so dass elementare Dinge darin getan wurden.

Was gibt es? Wofür war das?

Schwindelversuch

Seit 2008 beginnen Vorschläge und Versuche, Spheres zu aktualisieren, damit ihre Navigation nicht auf Beacons, sondern auf Videoanalysen basiert. Im Jahr 2010 übernimmt das Projekt die gleiche DARPA für die Finanzierung, einschließlich dieser Punkte für die Drohne. Es scheint, dass die offensichtliche und nützliche Idee darin besteht, in einer dreidimensionalen Version zu arbeiten, wobei Prototypen von Automobilautopiloten jetzt in einer zweidimensionalen Version hergestellt werden. Darüber hinaus wurde vor diesem Thema ein Boom durchgeführt.
Das ist aber einerseits. Andererseits ist die Implementierung der Drohne in Form einer Kugel dafür am wenigsten geeignet.

Selbst wenn Sie die Augen vor der Tatsache verschließen, dass die Kugeln furchtbar langsam sind, was ist mit der Tatsache, dass der Start des Fluges Zeitverschwendung erfordert (überprüfen Sie den Druck im Zylinder und ersetzen Sie ihn gegebenenfalls; ersetzen Sie die Akkus durch neue), und die Flugstunden sind sehr begrenzt (häufig) Wechsel von Zylindern und Batterien und bei Lieferung vom Boden)?

"Experiment" Halo



In Anführungszeichen, weil das Projekt darin besteht, dass ein Stoßfänger an der Drohne montiert ist, an dem Sie alles andere aufhängen können.

Es hätte wahrscheinlich Sinn gemacht - wenn die Drohne zumindest innerhalb der Station als regulärer Drohneninspektor eingesetzt werden könnte. Aber die Sphären können nicht so verwendet werden, nicht die TTX. Warum ist das dann alles?

Aber wofür. Zum Beispiel wurden „Docking-Einheiten“ an die Body-Kits gehängt und die Drohnen aneinander angedockt. Ist es nicht ein Wunder?

Oder hier ist eine andere: zwei Drohnen, die mit einem Seil zusammengebunden sind und beobachtet haben, wie eine die andere ziehen kann. Und es stellt sich heraus, dass dies eine Nachahmung der Erfassung von Weltraummüll ist. Erstaunlich! Etwa nicht?

Experiment Splash (Schwappen)



An dem Spezialbalken sind angebracht: An den Enden befinden sich zwei Kugeln, und in der Mitte befindet sich ein transparenter Ballon, der teilweise mit Flüssigkeit gefüllt ist.

Kugeln werden zum Verdrehen, Schütteln, Schwingen usw. verwendet. Die Kamera neben dem Zylinder nimmt ab, was im Inneren passiert. Es wurden unterschiedliche Füllgrade und Flüssigkeiten mit unterschiedlichen Eigenschaften verwendet.

Es ist klar, dass dies zuallererst eine Analogie dessen ist, was in Tanks mit Kraftstoff passieren kann, wenn sie sich in einem Zustand nahe der Schwerelosigkeit befinden. Daher findet das Experiment unter Beteiligung wirklich großer Hersteller statt.

Im Allgemeinen sieht dieses Experiment von allen anderen am überzeugendsten aus. Was bringt uns überhaupt dazu, Reservierungen zu nutzen? Ein Design mit einer Wippe und Kugeln als Beschleuniger ist äußerst ungeschickt. Die Arbeit der Antriebe der Sphären, insbesondere im Laufe der Zeit, ist alles andere als präzise. Die Verwendung von Kugeln als Teil der Installation unterliegt strengen Einschränkungen für die Dauer des Experiments. Es ist unmöglich, sie für eine lange Zeit und in einem automatisierten Modus durchzuführen (Sitzungen mit Kugeln - einige Stunden in einigen Wochen). Es scheint, dass bei echtem Interesse an solchen Experimenten ein Platz in den Gestellen zugewiesen und dort ein kleiner Geräteschüttler installiert würde, der für solche Experimente geschärft wurde. Und wenn es keinen Platz in den Gestellen gab, dann sogar: War es nicht vernünftiger, einen Rahmen mit Gyrodinen um den Zylinder herum anzubringen, als lange Enden anzubringen, an denen die Kugeln aufgehängt sind, ziemlich voluminös, aber schwach und ungenau in Bezug auf die erzeugten Beschleunigungen?

Das heißt, Zweifel an der Notwendigkeit von Kugeln für ein solches Experiment bleiben bestehen. Und sie werden durch die Tatsache unterstützt, dass nicht alle folgenden Drohnenmodelle für so etwas ausprobiert wurden.

Warum wurden die Kugeln benötigt?

Lassen Sie die Schüler experimentieren - ist ihre Erfahrung und ihr Interesse daran, in den Weltraum zu gelangen, wichtiger als die tatsächlichen Vorteile bestimmter Bereiche auf der ISS?

Oder ganz im Gegenteil: DARPA hat dieses Projekt finanziert, um das tapfere russische und chinesische Militär zu verwirren? Schauen Sie, welche hilflosen Prototypen von Satelliteninspektoren kommen auf uns zu ... Wenn wir coole Satelliteninspektoren hätten, würden wir eine solche Umarmung finanzieren? Wir haben keine Satelliteninspektoren!

Oder sind die zusätzlichen Bürokraten bei NASA und DARPA, die keinen wirklichen Nutzen haben, gezwungen, den Anschein von Arbeit zu erwecken, um ihre Existenz zu rechtfertigen? Ist das alles nur "Mastering" von Geldern? Gleichzeitig lautet das formelle Ausfüllen des Arbeitsplans der Astronauten „nicht umsonst, bringen wir sie hin und zurück“?

2.1. Warum brauchen wir einen Ball?

Hier wird das Ziel sofort, sehr klar und sehr überzeugend angegeben.

Lassen Sie uns einen Blick darauf werfen, wie Experimente mit Menschen auf der ISS organisiert werden.

Ein Mann, der noch auf der Erde ist, lehrt einen Arbeitsplan, trainiert. Aber! Da die Menschen sechs Monate lang auf der ISS ausgesetzt sind und es nur wenige von ihnen gibt, ist es unmöglich, den Astronauten für jedes seiner Experimente optimal vorzubereiten und dies mit der Fähigkeit eines Laborassistenten zu tun, der seit Jahren mit solchen Geräten arbeitet. Aber ein Experiment ist mehr oder weniger schnell erforderlich, nicht langweilig, es gibt einen Zeitplan. Daher steht fast jedes Experiment unter der Aufsicht des MCC. Der Astronaut montiert eine Kamera an der Halterung und zielt auf den Ort, an dem er arbeiten wird. Und das Kundencenter kann nicht nur seine Fragen beantworten - sondern auch sofort korrigieren, wenn er bereits etwas falsch macht, ohne es selbst zu bemerken.

Natürlich ist eine stationäre Kamera an der Halterung keine ideale Option. Manchmal möchten Sie ein Bild aus der Nähe zeigen - was unter seinen Fingern ist. Manchmal ist das wirklich wichtig. Das Experiment kann verschoben oder abgebrochen werden, aber im Fall der Verhinderung oder Reparatur von lebenserhaltenden Systemen gibt es keine Möglichkeit, und ein Fehler kann zu großen Schwierigkeiten führen. Deshalb müssen Sie jemanden aus der Crew um Hilfe bitten: Der eine arbeitet, der andere hält die Kamera und hebt über die Schulter ab.

Die Japaner behaupten, dass die Arbeit mit Kameras bis zu 10% der Zeit in Anspruch nimmt.

Hier ist natürlich nicht ganz klar, ob diese Aussage nicht schlau ist - sie betrachteten die Zeit der Astronauten innerhalb des Arbeiters oder schlossen alles ein, was sie konnten: Astronauten fotografieren in ihrer Freizeit gerne in Bullaugen; Es wird als eine gute Form angesehen, dass jeder seine Videotour durch die Station mindestens einmal pro Expedition aufzeichnet. Sie müssen Vlogs pflegen und an Videobrücken teilnehmen, da dies für die Popularisierung / aus politischen und Imagegründen erforderlich ist. In Wirklichkeit kann der Prozentsatz der Zeit unterschiedlich sein.

Aber das ändert nichts an der Essenz: Warum nicht diese Zeit für etwas wirklich Nützliches freigeben?
Der Ball wird als solche universelle bewegliche Kamera deklariert, was diese Zeit sparen sollte.

Funktioniert die Drohne in der Realität so?

Ein ziemlich mittelmäßiges Bild kommt vom Ball (im Vergleich zu vollwertigen Kameras mit guten Objektiven, die an der ISS an den Halterungen angebracht sind). Und welches andere Bild kann von einer Kompaktkamera mit einem winzigen Objektiv kommen?

Mobilität ist noch schlimmer. Die Einschränkungen von Shariks Verspieltheit hängen offensichtlich mit der Rückversicherung zusammen, die Kraft der Schrauben wird besonders unterschätzt. Dies kann in Zukunft geändert werden, wenn der Softwareteil (Bildnavigation und Manövrieren) zuverlässig und effizient ist. Dies ist jedoch nur das große Problem. Wenn wir ähnliche „terrestrische“ Technologien als Ausgangspunkt nehmen - was auf dem Gebiet der Autopiloten von Automobilen getan wird -, scheinen diese Spezialisten und Entwicklungen nicht beteiligt zu sein, und in JAXA wird alles von Grund auf neu gemacht, fast von Anfängern auf diesem Gebiet.

Das größte Problem ist jedoch nicht einmal das. Angenommen, der Ball kann die Umgebung sicher erkennen und genau darin manövrieren. Reicht dies aus, damit die Drohne ein Assistent des Bedieners wird - wie zum Beispiel ein anderes Besatzungsmitglied mit einer Kamera?

Besitzer von Drohnen sind sich der Antwort bewusst. Der Autopilot arbeitet gut, wenn ihm eine klare Aufgabe übertragen wird: Die Trajektorienprüfpunkte werden eingegeben oder das führende Objekt wird festgelegt. Im Falle eines Autos ist ein solcher Anwendungsfall sehr praktisch. Im Fall von Drohnen ist mehr erforderlich - die Interaktion mit dem Bediener, wenn die Flugaufgabe verfeinert wird, einschließlich der Landebedingungen, die nicht im Voraus festgelegt wurden (denken Sie an all die lustigen Geschichten von Drohnen, die dem Besitzer nicht unter Tränen gegeben wurden).

Für eine Assistentendrohne auf der ISS (in Wirklichkeit ein Assistent, keine Pressemitteilung) ist in erster Linie die Interaktion mit einer Person erforderlich. Bequeme Interaktion. Nicht oberflächlich, auf der Ebene klarer verbaler Befehle oder formal vorgeschriebener Gesten wie eines Verkehrsleiters. Und wie es bei zwei echten Menschen passiert, die etwas zusammen machen. Sie sagen die Handlungen und Absichten anderer Menschen zu Beginn der Geste voraus, je nachdem, wohin der Blick gerichtet ist. Als ermutigende Reihenfolge kann es nur einen kurzen Blick und andere nachahmende Verhaltensreaktionen geben, die in der realen Situation offensichtlich und äußerst schwierig zu formalisieren sind.

Damit dies jedoch Realität wird, muss die Drohne mit einer sehr intelligenten KI ausgestattet sein, die nicht nur manövrieren, sondern auch verstehen kann, was passiert. Andernfalls wird seine Verwendung keine Hilfe sein, sondern eine weitere schwierige Aufgabe, die der Astronaut parallel zur Hauptarbeit im Auge behalten muss. Es wird nur Überlastung, Irritation, Fehler geben.

Die Entwicklung einer solchen Interaktion steckt derzeit noch in den Kinderschuhen, vor allem aufgrund der Entwicklung einer starken KI in diesem Zustand. Ohne eine starke KI zu erstellen, kann diese Aufgabe bestenfalls eine Ersatzlösung haben, die den aktuellen automatischen Übersetzern ähnelt - eine Interlinearlösung mit Fehlern, die von einer starken KI in Form einer Person korrigiert werden muss. Ohne eine starke KI muss die Assistentendrohne auf die eine oder andere Weise ständig überwacht werden - und regelmäßig in ihre Aktionen eingreifen! - Bediener vor Ort.

2.3. Und hier ist Simon!

Anscheinend verstehen die Entwickler von Simon dies. Sie verstehen auch, dass aus wirtschaftlicher Sicht das von den Japanern mit Sharik angewandte Schema - mindestens zwei fest angestellte Spezialisten auf der Erde, um 10% der Zeit eines Kosmonauten zu sparen - bestenfalls eine Bash ist.

Daher werden andere Ziele angegeben.

Simon wird dem Besitzer einfach unauffällig folgen, sein Sprachassistent sein und Daten für eine psychologische Analyse des Zustands der Besatzung sammeln.

Also. Es wird vorgeschlagen, Technologie zu verwenden, die bereits in Erddrohnen implementiert ist. Geben Sie dem Astronauten im Orbit einen künstlichen (gelesenen, dummen) Sprachassistenten - wenn der Astronaut in seinem Headset bereits Live-Assistenten im MCC hat. Und machen Sie wie eine Kirsche eine passive Version dessen, was auf der Erde in aktiver Form getan wird, und verwenden Sie dabei in Projekten wie "Mars 500" viel ausgefeiltere Methoden. Wenn dies kein großer Schritt für die ganze Menschheit ist, was ist es dann?
Trotz alledem kann Simon immer noch ein echter Vorteil sein. Nur unabhängig von all dem, was für die Verfasser von Pressemitteilungen nicht offensichtlich ist.

2.4. Weltraumpflege

Wenn Sie sich Videos von der ISS genau ansehen und dabei auf das Verhalten von Astronauten achten, werden Sie eine lustige Sache bemerken - die im Voraus überhaupt nicht offensichtlich ist, selbst wenn Sie die Physik gut kennen und verstehen, was Schwerelosigkeit ist.

Eine empirische Tatsache: Es ist für eine Person in der Schwerelosigkeit einfacher, mit großen massiven Dingen umzugehen als mit kleinen und leichten.

Schwierigkeiten beginnen, wenn Sie eine kleine Sache loslassen.

Es scheint, was ist das Problem?Nun, legen Sie einfach etwas in die Luft, und es wird dort hängen. Schwerelosigkeit! Ist es nicht bequemer als auf der Erde, wo etwas fallen kann und bevor Sie etwas loslassen, müssen Sie eine zuverlässige Unterstützung finden, auf die Sie es setzen können?
Das Problem ist, dass eine Person etwas nicht mit ausreichender Genauigkeit in die Luft „bringen“ kann. Auf der Erde sind wir es gewohnt, Dinge auf verschiedene Oberflächen zu bringen, aber immer mit der Schwerkraft. Er ließ los - und die Schwerkraft drückt an die Oberfläche, und die Reibungskraft erlaubt es nicht, sich seitwärts zu bewegen. Es gibt die Illusion, dass ein Mensch selbst die Dinge so genau in Ruhe lassen kann, weil er seine Bewegungen und die angewandte Kraft ideal kontrolliert.

In der Schwerelosigkeit wird diese Illusion schnell zerstreut. Es stellt sich heraus, dass eine Person, die etwas in die Luft „legen“ möchte, während sie es auf den Tisch legt, nicht mehr funktioniert.

Selbst wenn eine Person sehr bemüht ist, das Motiv bewegungslos in der Luft zu lassen, loszulassen und ihre Hand sehr vorsichtig zurückzuziehen, bewegt sich das Motiv immer noch mit einer geringen Restgeschwindigkeit. Und wenn eine Person ein kleines Ding wie Gehen ohne viel Aufmerksamkeit loslässt ... Auf den ersten Blick ist die Geschwindigkeit eines Dings nicht so bedeutend. Aber es ist konstant und wird nirgendwo hingehen. Und in wenigen Sekunden stellt sich heraus, dass das Objekt die Grenzen überschreitet, in die der Astronaut gelangen kann, indem er einfach seine Hand ausstreckt. Und eine Lösung ist erforderlich. Entweder lassen Sie das Ding los, aber dann müssen Sie mit Ihrem ganzen Körper dahinter fliegen und nicht nur Ihre Hand bewegen, oder Sie müssen das Ding sofort greifen und zurückbringen. (Zum Beispiel beim Pflegen eines Tablets - die Aufmerksamkeit liegt nicht auf dem Gesicht des Sprechers, sondern auf seinen Händen.)

Es ist am besten, einfach festzuhalten und nicht mehr loszulassen. Aber wenn Sie mit mehreren Objekten gleichzeitig interagieren möchten?

Sie können einen der Gegenstände nicht länger als ein paar Sekunden hängen lassen. Sie müssen ständig zu diesem Thema zurückkehren und es „verschieben“, wegschweben, zurück.

Und wenn es sich bei dem Objekt um ein Tablet handelt, auf dessen Bildschirm Sie etwas sehen und dessen Kamera Sie aufnehmen sollte, wird das Problem durch die Tatsache verschärft, dass neben den Restgeschwindigkeiten auch eine Restdrehzahl vorhanden ist. Das Tablet schwebt nicht nur langsam weg, sondern dreht sich auch langsam von Ihnen weg.

All dies führt dazu, dass die Astronauten entweder in ihren Händen halten, womit sie arbeiten, oder sich mit der Weltraumpflege beschäftigen - sie korrigieren ständig Objekte, die in der Luft hängen bleiben.

Viele Astronautik-Fans bemerken es selbst nach dem Anschauen einer ganzen Reihe von ISS-Werbespots nicht: Fast alle Artikel auf der Station sind mit klebrigen Aufklebern versehen. Und die Klettverschlüsse der Mutter hier und da auf den „Tischen“, „Werkbänken“, den Wänden der Station, einige der Module sind vollständig damit bedeckt. Zusätzlich zum Klettverschluss gibt es hier und da Taschen aus Gummi-Mesh an der Station. Und etwas haftet an den Karabinern. Für Laptops und Kamerahalterungen. All dies zum gleichen Zweck - irgendwie das Problem der Raumpflege lösen.

Und in diesem Sinne hat Simon eine einzigartige nützliche Funktion: Er kann als Bildschirm verwendet werden, der in die Luft "gebracht" werden kann. Als nächstes wird Simon selbst sowohl die Position als auch die Richtung des Bildschirms (und der Kamera) beim Astronauten halten. Er braucht keine Pflege.

Die Frage ist, hat es sich gelohnt, dafür ein gewichtiges und umfangreiches Objekt zu senden - und nicht eine kleine kompakte Drohne, an die Sie einfach ein Tablet anschließen könnten?

2.5 Das Hauptproblem von Drohnen auf der ISS

Drohnen werden auf der ISS einfach nicht benötigt - es gibt kein Problem für sie.

Genauer gesagt könnten Aufgaben für sie gefunden werden, aber um diese Probleme zu lösen, sollten Drohnen kein Spielzeug der Art "Wir stopfen alles Modische, aber es ist gut für etwas" sein, sondern für eine bestimmte Funktion eingesperrt.

3. Schöne Drohnen der Zukunft

Von den wirklichen Aufgaben, für die Drohnen auf der ISS im Prinzip nützlich sein könnten, gibt es jetzt zwei:

1. Schießen Sie die Arbeit von Astronauten,
2. Retten Sie Menschen vor der Weltraumpflege.

Wenn Sie nach einer Lösung suchenSpeziell für diese Aufgaben müssen Sie jetzt etwas verwenden, das sofort funktioniert und effizient arbeitet, um die festgelegten Ziele vollständig zu lösen. Und tun Sie nichts Unscharfes, gerechtfertigt durch die Tatsache, dass "wir technologische Ansätze entwickeln, damit eines Tages in der Zukunft ..."

3.1. Rationale Angebote

Jetzt und in naher Zukunft sollten Drohnen auf der ISS nicht :
- sich ernsthaft auf die Anfänge der KI verlassen (weil sie zu Anfänge sind);
- Verwendung der Videosignalerkennung für die Navigation (nicht bis zum Ende debuggt und in einer geschlossenen Umgebung, in der alles gesteuert wird, redundant);
- das Design mit nutzlosen Analoga von Spezialgeräten zu belasten, die bereits auf der ISS in bester Qualität verfügbar sind (keine eingebauten Kameras, keine eingebauten Tablets, keine Prozessoren, die über die Mindestanforderungen an die Gerätesteuerung hinausgehen).

Die Drohne sollte nur das eigentliche Arbeitswerkzeug sein - eine Gyrodyn-Einheit, Lüfter, Batterie, WLAN und das ist alles. (Das Maximum sind immer noch einige der kleinsten Kameras eines Smartphone-Typs, und nur damit ihr Videostream durch das Bild zur Prozessoreinheit im Rack übertragen wird, ist die Verarbeitung nur dort.) Außerdem sind alle Details so klein wie möglich. Wenn die vorherigen Drohnen die Abmessungen eines Basketballschwerts, eines Handballs und eines kleinen Strandschwerts hatten, sollte die ideale ISS-Drohne viel kleiner sein und die Größe eines Tennisballs anstreben.

Das heißt: Die

Prozessorkapazitäten werden in einem der wissenschaftlichen Racks platziert, damit die Drohne diese enorme zusätzliche Last nicht trägt (vergessen Sie nicht, dass die Drohne neben dem Rechenmodul selbst auch gezwungen ist, Strom für dieses Modul zu transportieren!).

Verwenden Sie für die Navigation das ursprüngliche Sphere-Schema, jedoch in umgekehrter Form : Die Drohne selbst gibt Signale wie zwei Beacons (von Steuerbord und Backbord) aus. Diese Signale werden von Detektoren gelesen, die in den Ecken der Stationsmodule befestigt sind, und durch Verzögerung trianguliert. Zusammen mit den internen Daten der Drohne - Beschleunigungssensoren, Betrieb von Elektromotoren und gyrodynamischen Ringen - reicht dies aus, um sowohl die Position der Drohne und ihre Ausrichtung als auch deren Ableitungen zu bestimmen.

Beim Zeichnen der Route wird ein vorgefertigtes Modell der Umgebung verwendet (die ISS ist ein großes Objekt, aber gut sichtbar), mit Stiften markiert und bei Bedarf vom Bediener aktualisiert, ohne die Mustererkennung aus dem Videosignal abzuspielen. Zur Steuerung der Umgebung wird ein Bild mit der Kamera (nicht an der Drohne) in dem Modul verwendet, in dem sich die Drohne jetzt befindet - und diese Steuerung wird vom Bediener durchgeführt. Wenn neuronale Algorithmen verwendet werden, dienen sie nur zur Lösung von Hilfsaufgaben auf niedriger Ebene, für die sie bereits gut genug sind.

Die Drohne selbst verarbeitet Informationen auf ein Minimum. Es speichert nur seine internen Daten auf dem Computer im Rack und erhält von ihm spezifische Anweisungen für den Betrieb des Geräts.
Es gibt Montagepunkte an der Drohne. Heterogen. Dies sind elektrisch betätigte Riegel (der komplementäre Teil des Riegels ist an dem Objekt befestigt, das die Drohne verwenden soll) und nur ein Stück Mutter-Klettverschluss, das für die Station Standard ist (bei Schwerelosigkeit reicht dies aus, um die Drohne auch mit einem ziemlich massiven Objekt zu verbinden). In jedem Fall sollte dies eine minimale Halterung sein, die viel kleiner ist als die riesigen redundanten Stoßstangen der Kugeln.
Wenn ein Video eines arbeitenden Astronauten benötigt wird, wird eine Videokamera an der Drohne befestigt - eine Vollzeit-Großkamera / Kamera, die sich auf der ISS befindet. Die Drohne schleppt sie langsam und dreht sie, wenn das Kundencenter den Beobachtungswinkel des Arbeitsplatzes des Kosmonauten ändern muss. Das notwendige Manöver wird am Boden / am Rack-Computer berechnet, die Drohne selbst erhält nur Grundbefehle für die Motoren.

Damit es für den Astronauten wirklich eine Erleichterung und keine unnötigen Kopfschmerzen in dem wissenschaftlichen Rack wäre, in dem Platz für die Prozessoreinheit der Drohne vorgesehen ist, sollte auch Platz für ihr Dock zugewiesen werden - damit das Parken und Aufladen, wie es seit langem bei Staubsaugern geschieht. Und es ist besser, dass die Drohne nicht allein ist, sondern mit einem Karussell arbeiten kann: Aus Sicht des Astronauten sieht die Drohne immer aufgeladen aus, nur gelegentlich erscheint eine Kopie neben der Arbeitsdrohne, zwischen denen sich eine (automatische) Übertragung des gezogenen Gegenstands befindet, wonach die verbrauchte Drohne zum Aufladen entfernt wird .

Ein ähnliches Design ermöglicht es nicht nur, als Videofilmer zu arbeiten, sondern auch, die Drohne zur Bekämpfung der Pflege einzusetzen.

Wie eine Kamera kann eine Drohne die Position und Ausrichtung eines daran angeschlossenen Smartphones / Tablets halten. Schleppen Sie diesen Bildschirm hinter den Host; Kompensieren Sie den Rückstoß, wenn der Astronaut auf den Bildschirm des Tablets stößt, ohne ihn mit einem anderen Freund zu halten. Oder halten Sie während der Reparaturarbeiten eine Arbeitstasche / einen kleinen „Tisch“ mit Klettverschluss und Magneten für kleine Gegenstände und Befestigungselemente neben dem Astronauten in der Luft, so wie er es für richtig hält. So müssen Sie die verwickelte Tasche nicht jedes Mal begradigen oder das Notwendige entfernen mit einem Karabiner am Gürtel und dann dort befestigen usw.

Das heißt, es sollte nur eine universelle Rückhaltung in der Luft für andere Dinge sein. Kein Träger für einige abstrakte „wissenschaftliche Instrumente“, sondern für jene Objekte, die im Alltag wirklich und ständig auf der Station verwendet werden.

Und mit der Weiterentwicklung dieses Ansatzes:
Es ist besser, sich vorzustellen, dass nicht einmal ein paar Drohnen im Schichtbetrieb mit einer Sache in der Nähe eines der Astronauten arbeiten, sondern ein ganzer Schwarm von ihnen an der Station als Karussell. In jedem Modul der Station befinden sich ständig mehrere Instanzen, die ohne spezielle Initialisierungsverfahren einsatzbereit sind. Im Hintergrund beginnen sie zu schieben, so dass sie Objekte neben dem Astronauten einfrieren und nicht drehen, wenn diese Objekte von den Händen gelöst werden, aber nicht mit Klettverschluss an der Wand haften / nicht anderweitig fixiert sind und die Aufmerksamkeit der Person klar auf mehrere solcher Objekte verteilt ist.

3.2. Was kommt als nächstes - in Wirklichkeit?

Die Reihenfolge, in der Drohnen in Miniatur auf der ISS erschienen, spiegelt den Stand der technologischen Entwicklung der Länder wider. Der Führende tut etwas, dann werden die anderen, die mithalten können, eingezogen: zuerst die USA, dann mit großem Abstand Japan, Deutschland ...

Es ist klar, dass Russland auch in diesem Miniaturrennen nicht zu erwarten ist.

Dann stellt sich heraus, dass jetzt wieder die USA an der Reihe sind? Sollte die NASA angesichts ihrer Erfahrungen und der Bemühungen der Partner dieses Rennen nun auf eine neue technologische Stufe bringen?

Anscheinend ist dort wirklich langsam etwas geplant. Zumindest führt die NASA eine Art Brainstorming durch und kündigt öffentliche Wettbewerbe bei verschiedenen Hackathons an.

Leider werden die bei solchen Wettbewerben angebotenen Lösungen durch falsche Stereotypen über die Bedingungen, Probleme und Aufgaben der ISS verdorben. Konzepte werden fleißig, aber gedankenlos nach dem Prinzip „Lasst uns alles, was wir können, zu einer Drohne machen und plötzlich wird es für etwas nützlich sein?“ Erstellt. Hier ein typisches Beispiel .