Tutkijat kehittävät robottiverkkoja älykkäiden satelliittien luomiseksi

Tutkijat kehittävät itsenäisiä robottiverkkoja, jotka toimivat yhdessä älykkäiden satelliittien luomiseksi. Nämä älykkäät satelliitit voivat sitten käyttää muita satelliitteja avaruudessa. Tällä hetkellä on erittäin vaikea tehdä mitään rikkoontuneille satelliiteille, mikä tapahtuu melko usein. Koska ei ole oikeaa ratkaisua, kalliit satelliitit jäävät Maan ympärille vuosiksi, kunnes ne palautuvat ilmakehään gravitaation ansiosta.

Ou Ma, Cincinnatin yliopiston professori, on kehittänyt robotti-teknologiaa korjaamaan kiertoradalla olevia satelliitteja ennen kuin ne rikkoutuvat. Hän johtaa älykkäiden robottien ja autonomisen laboratorion yliopistossa, ja hän haluaa luoda robotti-satelliitteja, jotka pystyvät telakoimaan muiden satelliittien kanssa korjaus- ja tankkaustöitä varten.

Paras korjaussatelliitti pystyy suorittamaan useita tehtäviä, Ma sanoo. Hänellä on pitkä ura, joka käsittää useita projekteja, jotka liittyvät robotti-käsien kanssa Kansainvälisellä avaruusasemalla sekä entisellä avaruussukkulaohjelmalla.

Laboratoriossa Ma ja UC:n vanhempi tutkija Anoop Sathyan työskentelevät itsenäisillä robotti-verkoilla, jotka toimivat yhdessä yhteisen tehtävän parissa.

Heidän viimeisimmässä tutkimuksessaan he käyttivät ryhmää robotteja ja testasivat niitä uudella pelillä, jossa käytettiin narua siirtämään merkintää kohteeseen pöydällä. Jokainen robotti ohjaa yhtä narua, joten he tarvitsevat muiden apua siirtääkseen merkintää oikeaan paikkaan. Tämän tehdäkseen he vapauttavat tai lisäävät narun jännitystä vastauksena kunkin robotin toimiin.

Tutkijat käyttävät tekoälyä, jota kutsutaan geneettiseksi fuzzy-logiikaksi, ja he pystyivät saamaan kolme robottia, myöhemmin viisi, siirtämään merkintää haluttuun paikkaan.

Tutkimuksen ja kokeiden tulokset julkaistiin tänä kuuna Robotica-lehdessä.

Kun tutkijat käyttivät viittä eri robottia, he oppivat, että tehtävä voidaan suorittaa, vaikka yksi niistä vikautuu.

“Tämä on erityisen totta ongelmille, joissa on suuret määrät robotteja, jolloin yksittäisen robotin vastuu on alhainen”, tutkijat tulivat siihen tulokseen.

Ma mukaan jokaisella satelliittilaukaisulla on mahdollisuus lukuisiin ongelmiin, ja on lähes aina mahdotonta tehdä mitään siitä, kun satelliitti on laukaistu.

Tänä vuonna 400 miljoonan dollarin Intelsat-satelliitti, joka on samankokoinen kuin pieni koulubussi, vikautui saavuttuaan korkeaan elliptiseen kiertorataan. Myös SpaceX (SPCX ):n ensimmäiset 60 Starlink-satelliittia vikautuivat tänä vuonna. SpaceX:n satelliitit on suunniteltu kiertämään Maata matalalla korkeudella, mikä aiheuttaa niiden palaavan ilmakehään muutamassa vuodessa.

Tunnetuin tapaus tapahtui vuonna 1990, kun Hubble-avaruusteleskooppi laukaistiin. Myöhemmin NASA sai tietää, että peili oli vääntynyt, ja seuraava korjauslento avaruussukkula Endeavorilla tapahtui vuonna 1993. Tämä lento oli tarkoitus korvata peili, jotta kuvat maailmankaikkeudesta voivat palata Maahan.

Lähettäminen ihmisiä avaruuteen satelliittien korjaamiseksi on erittäin kallista, Ma sanoo. Lentoja voi maksaa miljardeja dollareita, ja ne ovat vaikeita suorittaa.

Ongelmat tulevat yhä merkittävimmiksi jokaisen satelliittilaukaisun yhteydessä.

“Suuret kaupalliset satelliitit ovat kalliita. Ne loppuvat polttoaineesta tai vikautuvat tai hajoavat”, Ma sanoi. “He haluavat pystyä menemään sinne ja korjaamaan sen, mutta nykyään se on mahdotonta.”

NASA aikoo lähettää satelliitin vuonna 2022, joka pystyy tankkaamaan muita satelliitteja matalalla Maan kiertoradalla. He aikovat lähteä takaa-ajamaan ja tankkaamaan Yhdysvaltain hallituksen satelliitin. Projekti on nimeltään Restore-L, ja se on tarkoitus olla todiste satelliittien itsenäisistä korjaustöistä, NASA:n mukaan.

Maxar, yhtiö Coloradosta, vastaa avaruusaluksen infrastruktuurista ja robotti-käsistä projektiin.

John Lymer, päärobotti-insinööri Maxarilla, sanoo, että useimmat satelliitit vikautuvat, koska ne loppuvat polttoaineesta.

“Sinä eläät satelliitin, joka on täysin hyvä, koska se loppui bensiini”, hän sanoi.

“Ou Ma, jota olen työskennellyt monien vuosien ajan, työskentelee tapaamis- ja lähietäisyyden järjestelyssä. On olemassa erilaisia teknisiä ratkaisuja. Jotkut ovat parempia kuin toiset. Se on kyse siitä, saada operatiivista kokemusta, jotta voidaan selvittää, kuka on parempi ja mikä vähentää operatiivista riskiä eniten”, hän sanoi.