Estos tres robots son los predecesores de Astrobee. Pasaron algunas pruebas en la EEI, pero no ayudaron a una persona.La NASA ha estado utilizando robots en la Estación Espacial Internacional desde 2006. Durante más de 10 años, varios sistemas han sido probados en la ISS. Uno de los proyectos más inusuales se llamaba ESFERAS (Satélite de posición sincronizada, Enganchar, Reorientar, Satélites experimentales). Como parte de este proyecto, la NASA probó un trío de robots que pasaron más de 600 horas en la estación. Durante este tiempo, los ingenieros y científicos pudieron realizar una gran cantidad de experimentos, incluida la interacción de robots en operaciones independientes, mapeo y navegación. Al mismo tiempo, estos robots no fueron diseñados para llevar a cabo ningún trabajo práctico que pueda ayudar a los astronautas.
Ahora ha llegado el momento de una nueva generación de robots que podrán proporcionar asistencia directa a las personas a bordo de la EEI. Tal robot es
Astrobee . Puede participar en tareas rutinarias de los astronautas, incluido el análisis de la calidad del aire, la determinación de los niveles de ruido y la transmisión de sonidos desde una estación a través de un micrófono y una cámara. Además, el robot está equipado con un escáner RFID, puede usar algunas herramientas, trabajando con ellas utilizando un pequeño manipulador.
En el otoño, la NASA mostró las capacidades de su robot en uno de los
centros de investigación de la
NASA . No parece demasiado impresionante por sus capacidades. De hecho, el robot es un cubo con una longitud de la cara de 32 centímetros. El cuerpo está hecho de material elástico. Dentro hay un sistema reactivo en miniatura que permite que el robot se mueva. Además, se coloca una gran cantidad de sensores, sistemas de control, una pantalla táctil y varios conectores libres adicionales para agregar varios hardware, incluido el brazo manipulador mencionado anteriormente.
Para probar las capacidades del sistema reactivo del robot, Astrobee se colocó en un muelle que se asemeja a un trineo. Estos trineos, a su vez, se encuentran en una de las caras de un cubo de granito muy liso. Usando un chorro comprimido de dióxido de carbono comprimido, el sistema se desliza sin esfuerzo sobre la superficie. Gracias a esto, los desarrolladores pueden probar los sistemas de navegación y reactivos, ajustando varios elementos si es necesario. En el espacio, el robot se elevará en gravedad cero sin ningún trineo, moviéndose debido a la propulsión a chorro.
Los desarrolladores de la NASA afirman que Astrobee no es la próxima generación de
robots SPHERE . De hecho, esta es una plataforma completamente nueva, ensamblada desde cero y diseñada para un funcionamiento autónomo en la ISS. Una de las adiciones más notables es el sistema de propulsión a chorro. Se "inicia" a partir de la corriente eléctrica, y el robot puede cargarse en su base. Los robots SPHERE, por ejemplo, también sabían cómo moverse con movimiento de chorro, pero dependían de la carga de sus baterías. Como se mencionó anteriormente, cuando se agregan elementos adicionales al diseño del robot, se vuelve más funcional. Los módulos se pueden reemplazar con otros, reemplazando una función con otra si es necesario.
La diferencia entre el nuevo robot y sus predecesores puede llamarse el hecho de que las ESFERAS dependían completamente del movimiento de la "carga" disponible de dióxido de carbono. Se creía que podían trabajar no solo dentro de la estación, sino también afuera. Astrobee en este sentido es muy diferente de sus "colegas". Puede moverse en gravedad cero solo si está en la atmósfera. El robot no tiene una carga de dióxido de carbono, por lo que su sistema reactivo utiliza el aire de la estación. Es decir, no puede moverse fuera de la EEI.
El sistema de control por computadora del robot captura y lanza aire en la dirección opuesta a la ruta prevista. Astrobee puede moverse en cualquier dirección.
La fotografía muestra uno de los módulos de propulsión a chorro Astrobee.Detrás de la pared protectora de una de las caras del cubo hay un ventilador que aspira aire. Hay otros elementos similares. Su movimiento está diseñado para minimizar las fuerzas giroscópicas. Este sistema
funciona constantemente , creando una bolsa de aire comprimido dentro del robot. Aire, si es necesario, el movimiento del sistema es expulsado de boquillas especiales. Están ubicados en todas las caras del Astrobee. Si las boquillas están cerradas, el robot no se mueve. Abrir la boquilla significa la liberación de aire comprimido y el movimiento en la dirección opuesta.
En total, los desarrolladores han proporcionado 12 boquillas, que se colocan en un orden especial. Si usa solo una boquilla por unidad de tiempo, el cubo en gravedad cero se moverá al azar. Gestionarlo será muy difícil. Pero si trabaja inmediatamente con un par de boquillas, entonces el cubo se moverá de manera equilibrada.
Está claro que la presencia de un sistema que se mueve con un chorro de aire en un espacio cerrado requiere el desarrollo de medidas especiales de seguridad. Si es necesario, cualquiera de los astronautas puede levantar el cubo y moverlo a un lugar seguro. Además, el cuerpo del robot está cubierto con material blando, lo que minimiza el posible daño por el impacto del robot en cualquier elemento frágil (pantalla de la computadora portátil, etc.).
En cuanto a los ojos de buey de la estación, no hay que temer por ellos. Se componen de cuatro capas de vidrio. Dos capas son gafas duraderas que están cubiertas por dos capas más de otro tipo de vidrio. Ahora la NASA necesita demostrar que bajo ninguna circunstancia el robot podrá atravesar una de las capas.
Además, los desarrolladores al crear Astrobee proporcionaron su total seguridad. En otras palabras, si el software del sistema está "loco", todo el sistema en su conjunto no debería causar daños críticos a la estación. Por ejemplo, un error en el software puede hacer que el robot acelere tanto como sea posible y pase unos 20 metros en este modo (distancia máxima en línea recta a la EEI). En este caso, debe asegurarse de que cuando golpea cualquier elemento de la estación (la misma ventana), no causará daños críticos.
Entre los elementos individuales del sistema de propulsión a chorro del robot hay una gran cantidad de sensores y otros equipos que el robot necesita para un funcionamiento autónomo. En particular, puede ocuparse del movimiento de mercancías. Varias caras del robot están diseñadas para trabajar con cargas. Debido a la presencia de un sistema de captura de objetos, el robot puede transportarlo de un extremo de la estación al otro.
El sistema informático del robot consta de tres niveles: bajo, medio y alto. Los niveles medio y alto son casi idénticos, excepto que el nivel medio se basa en Linux y es responsable de la mayoría de las funciones del robot. Pero el nivel superior se ejecuta sobre la base de Android y es responsable de trabajar con productos y transferirlos de un punto a otro. Este nivel, según los desarrolladores, no es demasiado complicado, por lo que puede escribir aplicaciones para Android para él, ampliando la funcionalidad del sistema.
En cuanto a los sensores, el Astrobee tiene una cámara de navegación principal con un campo de visión de 116 °. Además, los desarrolladores proporcionaron la presencia de una cámara HD con enfoque automático, que es capaz de transmitir información desde la EEI a la Tierra en tiempo real. La cámara CamBoard Pico Flexx permite que el dispositivo detecte obstáculos desde una distancia de 4 metros. Y otro detector óptico determina la velocidad del dispositivo. Si la velocidad es demasiado alta, se apagan varios motores para reducirla.
Una de las ventajas de Astrobee es que el robot puede moverse de forma autónoma por la EEI (en todas partes, excepto en el segmento ruso). Este es un logro significativo de ingenieros y científicos, ya que dentro de la EEI hay un espacio segmentado, y navegar allí para encontrar un robot no es tan simple. Sin embargo, está organizado de manera muy racional, por lo que el robot no necesita "esforzarse" demasiado para navegar por los distintos compartimentos. En la memoria del robot hay un mapa principal, de modo que en un marco del entorno el robot puede entender dónde está.
Pero interactuar con las personas durante el movimiento es una tarea más difícil. Las personas se mueven de manera más o menos impredecible, y el robot no debe chocar con ellas en el proceso de movimiento. En el proceso de trabajar en Astrobee, este problema también se resolvió. Por cierto, el modo autónomo del robot se puede desactivar y controlar de forma remota.
Se diseñó una estación de acoplamiento para que el robot cargue las baterías del dispositivo y tome datos de telemetría.
Como se mencionó anteriormente, para realizar una serie de operaciones para el robot, se creó un manipulador, que se imprimió en una impresora 3D. La mayoría de las veces el manipulador está en estado plegado, pero si es necesario, puede descomponerse. Usando la cámara, el robot reconoce los objetos accesibles que puede mover. También con la ayuda del manipulador, Astrobee puede moverse por el espacio de la estación. En este caso, puede ahorrar batería. Si usa solo el manipulador y apaga el sistema reactivo, el consumo de energía se reduce en un 80%.
La "garra" al final del manipulador es bastante confiable, si el robot ha reparado con su ayuda, pero no podrá romperse. Sin embargo, si es necesario, el astronauta puede quitar el robot, la fuerza de compresión se proporciona especialmente a un nivel tal que una persona puede tomar fácilmente incluso un robot fijo si algo sale mal.
Entonces, ¿por qué es necesario?
La tarea principal del robot es ayudar a los astronautas a realizar una serie de tareas de rutina. Independientemente de si el robot funcionará sin conexión o se controlará de forma remota, debería poder reemplazar a una persona. Por ejemplo, instale una videocámara, observe el comportamiento de varios elementos dentro de la estación, monitoree el funcionamiento de la estación y monitoree la calidad del aire. En particular, es extremadamente importante determinar el nivel de concentración de dióxido de carbono. Este análisis a menudo se realiza, pero a los astronautas realmente no les gusta este procedimiento monótono. Pero el robot puede reemplazar a la persona en esto y analizar el aire tantas veces como sea necesario.
Render de la aparición del prototipo final del robot.Este año, el robot no funcionará en la ISS. La NASA afirma lanzar su estación en el año fiscal 2018. Se enviarán tres de estos robots a la vez. Dos llevarán a cabo las tareas principales, y el tercero sirve como suplemento. Si alguno de los robots enviados se descompone, puede ser reemplazado.
Antes de que estos robots lleguen a la EEI, sus predecesores, ESFERAS, ya serán eliminados. En el pasado, los dispositivos se mostraban bien, y los datos recopilados por ellos ayudaron mucho a los científicos en el desarrollo de un robot de nueva generación. Un robot puede aliviar significativamente a los miembros del equipo de la EEI, y tres de estos robots eliminarán por completo algunas de las tareas menores, pero que requieren mucho tiempo, de los astronautas.