Jeśli chodzi o eksplorację kosmosu, to roboty wykonują większość pracy. Trend ten będzie się utrzymywał, gdy wysyłamy misje na powierzchnie światów coraz dalej i dalej do Układu Słonecznego. Ale aby roboty były skuteczne w trudnych warunkach, musimy eksplorować - jak księżycowy Saturn Tytan - potrzebujemy więcej zdolnych robotów.
Nowy robot, nad którym pracuje NASA, może być kolejnym krokiem w eksploracji robotów.
Księżyc Saturna Tytan znajduje się na liście potencjalnych naukowców z naszej planety. Ale każda misja do Tytana będzie musiała zmagać się ze środowiskiem innym niż inne: mroźnymi temperaturami, kriowulkanami, jaskiniami, jeziorami i morzami - i deszczem - ciekłych węglowodorów. W takim środowisku walczyłby łazik w stylu MSL Curiosity.
NASA, zawsze agencja spoglądająca w przyszłość, pracuje nad czymś, co mogłoby sprostać wyzwaniom Tytana: zmieniającym kształt robotem złożonym z wielu mniejszych robotów, które mogą się samodzielnie montować.
Ze względu na praktyczność nazywają to Zmiennokształtnym.
Zmiennokształtny to nie jeden robot, ale kilka. Nazywają je „kobotami”, a poszczególne koboty mogą latać, tarzać się po ziemi i pływać w zanurzeniu. To sprawia, że Shapeshifter doskonale nadaje się do eksploracji Tytana, jedynego innego świata w Układzie Słonecznym z płynem na swojej powierzchni.
Ali Agha, technolog robotyki, jest głównym badaczem JPL w firmie Shapeshifter. W komunikacie prasowym powiedział: „Mamy bardzo ograniczone informacje na temat składu powierzchni <Tytana.> Skalisty teren, jeziora metanowe, kriowulkany - potencjalnie mamy je wszystkie, ale nie jesteśmy tego pewni. Zastanawialiśmy się więc, jak stworzyć system wszechstronny i zdolny do pokonywania różnych rodzajów terenu, ale także wystarczająco kompaktowy, aby wystrzelić na rakietę. ”
Zespół odpowiedzialny za Shapeshifter obejmuje naukowców z uniwersytetów Stanford i Cornell. Kiedy opracowali koncepcję samoorganizującego się robota wykonanego z mniejszych robotów, nazwali je „kobotami”. Kiedy pojedyncze koboty łączą się w jeden, prototyp toczy się po powierzchni jak rodzaj ogromnego koła chomika. Gdy misja tego wymaga, poszczególne koboty mogą oddzielić się od całości i polecieć lub popłynąć do celu. Przynajmniej tak przewiduje się ten wczesny prototyp drukowany w 3D testowany w JPL.
Testowana obecnie wersja Shapeshiftera jest półautonomiczna, ale jeśli pomysł dojdzie do skutku, będzie musiał się samodzielnie złożyć, nie czekając na indywidualne instrukcje z Ziemi. Dzięki postępom w sztucznej inteligencji i robotyce jest to prawdopodobnie tuż za rogiem.
Shapeshifter jest rozwijany w ramach programu NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC). NIAC zapewnia stopniowe finansowanie zaawansowanych, wizjonerskich koncepcji, aby czerpać futurystyczne pomysły i rozwijać je w kierunku praktyczności. NIAC stoi za Titan Submarine, Triton Hopper i innymi projektami.
Chociaż Shapeshifter jest teraz tylko maszyną koncepcyjną z nadrukiem 3D, wyraźnie wskazuje kierunek, w którym podąża eksploracja robotów. W tym podejściu jest wszechstronność, która doskonale nadaje się do odkrywania odległych miejsc, takich jak Titan. Oprócz tej wszechstronności wielu botów istnieje możliwość pewnego rodzaju wbudowanej redundancji: jeśli jeden kobot działa z jakiegoś powodu nieprawidłowo lub nie działa, niekoniecznie zagraża całej misji.
Zmiennokształtny nie byłby sam na Tytanie. Byłby to część większego projektu misji, który obejmuje statek-matkę. Statek macierzysty znalazłby się na powierzchni i mógłby służyć jako źródło energii dla Zmiennokształtnego. Ponieważ atmosfera Tytana jest tak gęsta i mglista, a znajduje się tak daleko od Słońca, misja na Tytana byłaby prawdopodobnie zasilana przez generator termiczny izotopowy (RTG). Małe koboty prawdopodobnie byłyby zasilane z baterii i ładowałyby się RTG kontynuowało działalność statku-matki.
Ale mniejsze koboty wspierałyby również statek-matkę. Ponieważ atmosfera Tytana jest tak gęsta, lot jest łatwiejszy niż tutaj na Ziemi. Główny badacz Ali Agha mówi, że koboty będą w stanie współpracować, aby podnieść statek-matkę i przetransportować go do nowych lokalizacji. To tylko przyczyniłoby się do wszechstronności Zmiennokształtnego.
„Często zdarza się, że niektóre z najtrudniejszych miejsc do zdobycia są najbardziej interesujące naukowo, ponieważ być może są najmłodsze lub znajdują się w obszarze, który nie był dobrze scharakteryzowany z orbity”, powiedział Jason Hofgartner, lider JPL naukowiec dla zmiennokształtnego. „Niezwykła wszechstronność zmiennokształtnego umożliwia dostęp do wszystkich tych atrakcyjnych naukowo miejsc”.
Agha oblicza, że 10 cobotów może łatwo podnieść lądownik wielkości Huygens (około 9 stóp lub 3 metry szerokości) i delikatnie przenieść go w różne miejsca.
NASA ogłosiła już misję na Titan ze swoimi wiropłatami Dragonfly. Ważka nie umie pływać, ale może latać w różne miejsca i wykonywać pomiary w powietrzu, a także przeprowadzać operacje na powierzchni. Ten rodzaj wszechstronności jest idealny do odkrywania Tytana, a Shapeshifter jest jeszcze bardziej wszechstronny.
Jest za wcześnie, aby stwierdzić, czy Zmiennokształtny lub coś w tym rodzaju będzie kolejną zaplanowaną misją do Tytana. Ale nie będzie zaskoczeniem, jeśli pewnego dnia robot, który wywodzi się ze Zmiennokształtnego, omija Tytana latając, tocząc się i pływając.
Więcej:
- Informacja prasowa: NASA projektuje roboty zmieniające kształty dla księżyców Saturna
- Space Magazine: NASA wraca do Księżycowego Tytana Saturna, tym razem z quadopterem zasilanym bateryjnie
- NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC)
