Videnskabsmænd udvikler robotnetværk til at skabe intelligente satellitter

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

Ou Ma, en professor fra University of Cincinnati, udvikler robotteknologi for at reparere satellitter i kredsløb, før de går i stykker. Han leder Intelligent Robotics and Autonomous Lab på universitetet og 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 seniorforsker Anoop Sathyan på robotnetværk, der kan arbejde uafhængigt og samarbejde om 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 token til en målposition på et bord. Hver robot kontrollerer en streng, så de har brug for hjælp fra andre for at flytte tokenet til den rigtige position. 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 den ønskede position.

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

Da forskerne brugte fem forskellige robotter, opdagede de, at opgaven kan udføres, 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 satellitlancering muligheden for utallige problemer, og det er næsten altid umuligt at gøre noget ved det, når satellitten er deployet.

Tidligere på året fejlede en 400 millioner dollars Intelsat-satellit, der var af samme størrelse som en lille skolebus, efter at have nået en høj elliptisk kredsløb. Nogle af de første 60 Starlink-satellitter, der blev lanceret af SpaceX (SPCX ), fejlede også i år. I tilfældet med 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 deployet. NASA opdagede senere, at spejlet var forvrænget, og en efterfølgende reparationsekspression om bord på rumfærgen Endeavour 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 bliver lanceret.

“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 planlægger at lancere en satellit i 2022, der kan genopfylde andre satellitter i lav jordkreds. De vil forsøge at indhente 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 være ansvarlig for rumfartøjsinfrastruktur og robotarme til projektet.

Ifølge John Lymer, chef-robotist på Maxar, fejler de fleste satellitter, fordi de løber tør for brændstof.

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

“Ou Ma, som jeg har arbejdet med i mange år, arbejder på møde og nærhedsorganisation. 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.”