Videnskabsmænd udvikler robotnetværk til at lave intelligente satellitter

Videnskabsmænd arbejder i øjeblikket på at udvikle uafhængige robotnetværk, der samarbejder for at skabe intelligente satellitter. Disse intelligente satellitter kan derefter bruges til at reparere andre i rummet. For tiden er det ekstremt svært at gøre noget ved brækkede satellitter, hvilket sker ret hyppigt. Fordi der ikke er nogen reel løsning, ender de dyre satellitter med at kredse om Jorden i år, indtil de trækkes tilbage i atmosfæren af tyngdekraften. 

Ou Ma, en professor fra University of Cincinnati, arbejder med robotteknologi for at reparere satellitterne i kredsløb, før de går i stykker. Han står i spidsen for Intelligent Robotics and Autonomous Lab på universitetet, og han ønsker at skabe robot-satellitter, der kan dokke med andre satellitter for reparation og genopfyldning. 

Den bedste reparationssatellit vil være i stand til at udføre flere opgaver, ifølge Ma. Han har en lang karriere med forskellige projekter, der handler om robotarme på Den Internationale Rumstation samt det tidligere rumfærgeprogram. 

I laboratoriet arbejder Ma og UC’s senior forskningsmedarbejder Anoop Sathyan på robotnetværk, der arbejder uafhængigt og samarbejdende på en fælles opgave. 

I deres seneste studie brugte parret en gruppe robotter og testede dem med en ny spil, der involverede strenge for at flytte en tilhørende token til et mål på et bord. Robotterne kontrollerer hver en streng, så de har brug for hjælp fra andre for at flytte tokenet til det rigtige sted. For at gøre dette frigør eller øger de spændingen på strengen i respons til hver robots handling.

Holdet bruger en kunstig intelligens kaldet genetisk fuzzy logik, og de var i stand til at få tre robotter, senere fem, til at flytte tokenet til det ønskede sted. 

Resultaterne af forskningen og eksperimenterne blev offentliggjort i tidsskriftet Robotica dette måned. 

Da forskerne brugte fem forskellige robotter, opdagede de, at opgaven kan fuldføres, selv hvis en af dem fejler. 

“Dette vil være særligt sandt for problemer med større antal robotter, hvor ansvarligheden for en enkelt robot vil være lav,” konkluderede forskerne.

Ifølge Ma har hver satellitopsendelse muligheden for utallige problemer, og det er næsten altid umuligt at gøre noget ved det, når satellitten er deployeret. 

Tidligere i år fejlede en Intelsat-satellit på 400 millioner dollars, der var lige så stor som en lille skolebus, efter at have nået en høj elliptisk kredsløb. Nogle af de første 60 Starlink-satellitter, der blev opsendt af SpaceX, fejlede også i år. I tilfælde af SpaceX var satellitterne designet til at kredse om Jorden i en lav højde, hvilket fik dem til at forsvinde efter få år.

Det mest kendte tilfælde fandt sted i 1990, da Hubble-rumteleskopet blev opsendt. NASA opdagede senere, at spejlet var forvrænget, og en efterfølgende reparationstur på rumfærgen Endeavor fandt sted i 1993. Denne mission havde til formål at erstatte spejlet, så billeder af universet kunne nå tilbage til Jorden. 

At sende mennesker til rummet for at reparere satellitter er ekstremt dyrt, ifølge Ma. Missionerne kan koste milliarder af dollars og er svære at gennemføre.

Problemerne bliver mere fremtrædende hver gang en satellit opsendes. 

“Store kommercielle satellitter er dyre. De løber tør for brændstof eller fejler eller går i stykker,” sagde Ma. “De ville gerne kunne gå op der og reparere det, men i dag er det umuligt.”

NASA har planer om at opsende en satellit i 2022, der kan genopfylde andre satellitter i lav jordbane. De vil forsøge at interceptere og genopfylde en amerikansk regerings-satellit. Projektet kaldes Restore-L, og det forventes at være beviset for selvstændige satellitreparationer, ifølge NASA.

Maxar, et firma fra Colorado, vil stå for rumfartøjsinfrastruktur og robotarme til projektet. 

Ifølge John Lymer, chefrobotiker hos Maxar, fejler de fleste satellitter, fordi de løber tør for brændstof.  

“Du pensionerer en perfekt god satellit, fordi den løb tør for benzin,” sagde han. 

“Ou Ma, som jeg har arbejdet med i mange år, arbejder med møde og nærhedssammenhæng. Der er alle mulige tekniske løsninger derude. Nogle vil være bedre end andre. Det handler om at få operationel erfaring for at finde ud af, hvis algoritmer er bedre og hvad reducerer operationel risiko mest.”

.