ロボットネットワークを開発してスマート衛星を作る科学者

科学者は現在、スマート衛星を作るために協力して働く独立したロボットネットワークを開発中である。そうしたスマート衛星は、将来宇宙で他の衛星を修理するために使用できる。現在、故障した衛星に対して何かをすることは非常に難しい。衛星が故障することはかなり頻繁に起こり、現時点では実際の解決策がないため、高価な衛星は数年間地球の周りを周回し続け、最終的に重力によって大気圏に戻される。

シンシナティ大学の教授であるOu Maは、衛星が故障する前に軌道上の衛星を修理するためのロボット技術を開発している。彼は大学のIntelligent Robotics and Autonomous Labを運営しており、他の衛星とドッキングして修理や給油を行うことができるロボット衛星を作成したいと考えている。

最も優れた修理衛星は複数のタスクを実行できるものでなければならないとMaは述べている。彼は、国際宇宙ステーションや旧スペースシャトルプログラムにおけるロボットアームに関するプロジェクトを含む長いキャリアを持っている。

研究所では、Maとシンシナティ大学のシニアリサーチアソシエイトであるAnoop Sathyanが、共通のタスクに独立して協力して働くロボットネットワークを開発中である。

最新の研究では、研究者は一群のロボットを使用し、テーブル上の目標の位置に付属のトークンを移動させるための新しいゲームを使用してそれらをテストした。ロボットはそれぞれ一本の糸を制御するため、トークンを正しい位置に移動するには他のロボットの助けが必要である。そうするために、各ロボットの動作に応じて糸の張力を緩めるか増加させる。

研究チームは、遺伝的ファジーロジックと呼ばれる人工知能を使用しており、3つのロボット、後に5つのロボットを使用してトークンを目的の位置に移動させることができた。

研究と実験の結果は、先月、Robotica 誌に掲載された。

研究者が5つの異なるロボットを使用したとき、彼らはタスクが1つが故障した場合でも完了できることを発見した。

「これは特に、個々のロボットの信頼性が低い大規模なロボットの問題において真実である」と研究者は結論付けた。

Maによると、衛星の打ち上げには無数の問題が潜んでいるが、衛星が展開された後はほとんど何もできない。

今年初め、400万ドルのインテルサット衛星が、高楕円軌道に到達した後故障した。スペースXが打ち上げた最初の60個のスターリンク衛星の一部も今年故障した。スペースXの場合、衛星は低高度で地球を周回するように設計されており、数年で減衰する。

最も有名なのは1990年にハッブル宇宙望遠鏡が展開されたときである。NASAは後に、望遠鏡の鏡が歪んでいたことを発見し、1993年にスペースシャトルエンデバーによる修理ミッションが行われた。そのミッションは、地球に宇宙のイメージを送信できるように鏡を交換することを目的とした。

衛星を修理するために人間を宇宙に送ることは非常に高価であるとMaは述べている。ミッションの費用は数十億ドルかかり、完了することは難しい。

衛星が打ち上げられるたびに問題はより顕著になる。

「大きな商業衛星は高価である。燃料が不足したり故障したり壊れたりする」とMaは述べた。 「そこに修理に行きたいが、現在は不可能である」。

NASAは2022年に低地球軌道で他の衛星に燃料を補給できる衛星を打ち上げる予定である。彼らはアメリカ政府の衛星と補給を行うことを目指している。このプロジェクトはRestore-Lと呼ばれ、NASAによると、自律的な衛星修理の概念実証となる予定である。

コロラド州のMaxar社は、宇宙船のインフラとロボットアームを担当する。

MaxarのチーフロボティストであるJohn Lymerによると、ほとんどの衛星は燃料不足で故障する。

「ガスが切れたので、完璧に良い衛星を廃棄する」と彼は述べた。

「Ou Maは、私が何年も前に共同で仕事をした人で、ランデブーと近接組織について研究している。様々な技術的な解決策がある。いくつかは他のものよりも優れている。運用実験を行って、どのアルゴリズムが優れており、どれが運用リスクを最も軽減するかを知ることが重要である」と彼は述べた。

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