Novemberben az ESA űrhajós Luca Parmitano története történt, amikor egy rover parancsát vette át a Nemzetközi Űrállomásról (ISS). Az Analog-1 kísérletek részeként ez a feat a „space internet” parancsinfrastruktúra és az erő-visszacsatolás vezérlés beállításának köszönhetően vált lehetővé. Ez lehetővé tette Parmitano számára, hogy távolról irányítson egy 10 000 km (6200 mérföld) távolságban lévő rovert, miközben a Föld körül 8 km / s (28 800 km / h; 17 900 mph) sebességgel kering.
Ezekre a kísérletekre, amelyek részét képezik az ESA többcélú, egymás után működő robotműveleti hálózatának (METERON) programjának, egy hollandiai Valkenburgban található hangárban - az ESA Európai Tudományos Kutatási és Technológiai Központja (ESTEC) közelében. Az első tesztre, amely november 18-án történt, Parmitano vezette a rovert egy akadálypályán, amelynek célja a Hold felszíne.
A tesztek validálták a kifinomult vezérlőhálózatot, valamint a vezérlőelemeket, amelyek érintésérzetet biztosítanak az űrhajósoknak. A második, november 25-én lefolytatott teszt során a rover egy teljes szimulált holdi környezetben navigált, kőmintákat vett fel és gyűjtött. Ez a teszt egy távolról működtetett rover azon képességét vizsgálta, hogy geológiai felméréseket végezzen idegen világokon.
Ahogy az ESA mérnöke, Kjetil Wormnes, aki az Analóg-1 teszt kampányt vezeti, egy nemrégiben megjelent ESA sajtóközleményben mondta:
Képzelje el a robotot, mint Luca avatárja a Földön, látást és érintést egyaránt nyújtva neki. Két kamerával volt felszerelve - az egyik a tenyerében, a másik egy manőverezhető karban volt -, hogy Luca és a távolban elhelyezkedő tudósok megfigyelhessék a környezetet, és közelről tudják látni a sziklákat.
A Sigma 7 erő-visszacsatoló készülékkel (amely a felhasználónak hat fokú szabadságot ad) és egy pár monitorral a Parmitano szűk útvonalakon vezette át a rovert, hogy elérje három különböző mintavételi helyet, és sziklákat válasszon az elemzéshez. Mindeközben a németországi Kölnben, az Európai Űrhajózási Központban (EAC) székhellyel rendelkező geológiai szakértőkből álló csoport vele kapcsolatba lépett és tanácsot adott neki, mely kőzetek ígéretesek kutatási célokra.
Ez volt az első alkalom, hogy ezt a fajta technológiát használták az ISS-n a robot irányításához. Ezenkívül az ESA korábbi projektjére épült, amelynek célja az űrhajósok megismerése a geológiai vizsgálatokkal. Mint Jessica Grenouilleau, az ESA Kutatórendszer-csoportjának METERON projektvezetője jelezte:
„Megkönnyítettük a Luca korábbi képzését, amely a Pangea programunkon keresztül járt, és az űrhajósok számára gyakorlati tapasztalatokat adott a geológiában. Rendkívül elősegítette a hatékony beszélgetést a legénység és a tudósok között. "
A rover és az ISS közötti kétirányú vezérlőkapcsolatot a geostacionárius pályára (GSO) elhelyezett kommunikációs műholdak révén lehetett lehetővé tenni. Ezek összekapcsolták a Parmitano-t az EAC-vel és a hangárral, ahol a teszt megtörtént, mindössze 0,8 másodperc késleltetéssel (vagy késéssel). A forradalmian új felületnek köszönhetően Luca képes volt érezni, hogy a robot megérinti a talajt vagy felveszi a sziklát.
Az ezekben a kísérletekben használt METERON hardvert és szoftvert az ESA Human Robot Interaction Laboratory fejlesztette ki, amely Noordwijk-ben található, Hollandia. A támogatást a Német Űrközpont (DLR) Robotika és Mechatronika Intézete nyújtotta, amely a vezérlőszoftver integrálásáért és a rendszer visszacsatolásának optimalizálásáért felelős volt az időkés figyelembevétele érdekében.
Az ESA robotmérnök, Thomas Krueger, aki a HRI Lab vezetõje, elmagyarázza:
„Ehhez a viszonylag rövid időkésleltetéssel járó feltárási forgatókönyvhöz képesek voltunk kombinálni az emberek és a robotok relatív előnyeit: egy embert azért, hogy képesek bonyolult és strukturálatlan környezetek kezelésére és a döntéshozatalra, és egy ügyes robotot, amely képes megbirkózni a zord környezettel, és pontosan végrehajtani az operátor parancsoit.
„Az üzemeltető tapasztalatának az erő-visszacsatolás és az intuitív vezérlés révén történő javításával megvalósíthatjuk a korábban lehetetlen robotvezérlési feladatokat, és új módszereket nyithatunk meg a tér felderítésére. Most szívesen elemezzük a Luca adatait és visszajelzését, hogy megnézhessük, hogyan teljesített, és megtudja, hol javíthatunk, és elkészíthetjük a jövőbeli feltárási terveket. ”
Az Analog-1 kísérletek az ISS-t magában foglaló, fokozatosan kihívásokkal teli METERON ember-robot teszt kampányok sorozatának legújabb elemei. Az első erő-visszacsatolás tesztre (amely egyfokú szabadsággal jár) 2015-ben került sor a Haptics-1 kísérlet részeként. Ezt 2016-ban a DLR Kontur-2 kétfokozatú szabadsági kísérlete követte. Mindezek a legújabb, hatfokozatú szabadsági kísérletek csúcspontjává váltak.
A következő lépésre valamikor a következő évben kerül sor, és egy holdszerű környezetben (egy pillanatban TBD-vel) kültéri szimulációt foglal magában. A tesztelés ezen szakaszához a rover összegyűjti és megvizsgálja a helyi kőmintákat egy olyan forgatókönyv szerint, amely a lehető legszorosabban hasonlít egy teljes holdi felszíni misszióra.
Amikor a robot felfedezőket a közeljövőben a Holdra és a Marsra küldik, a METERON engedi, hogy az űrhajósok irányítsák őket az orbitális élőhelyekről - például a Hold-átjáróra és a Mars-alaptáborra -, ahelyett, hogy jeleket kellene küldeniük a Földtől. Ez a technológia lehetővé teszi a hozzáférhetetlen vagy potenciálisan veszélyes környezetek feltárását is, amelyeket az űrhajósok nem tudnak elérni.
Nézze meg ezt a videót a legújabb Analog-1 tesztről is, az ESA jóvoltából:
