Robot-svermer utvikles for å utvinne lunare ressurser

Et team av forskere ved University of Arizonas College of Engineering har lansert et nytt prosjekt for å fremme rom-utvinning med svermer av autonome droner. Prosjektet mottok 500 000 dollar i NASA-finansiering, og universitetet mottok finansieringen gjennom NASAs Minority University Research and Education Project Space Technology Artemis Research Initiative.

Moe Momayez er midlertidig leder av avdelingen for gruvedrift og geologisk ingeniørkunst og David & Edith Lowell-stolen i gruvedrift og geologisk ingeniørkunst.

“Det er virkelig spennende å være i forkant av et nytt felt,” sa Momayez. “Jeg husker å se på TV-serier som barn, som ‘Space: 1999’, som handler om baser på månen. Her er vi i 2021, og vi snakker om å kolonisere månen.“

Utvinning av verdifulle jordmetaller

Den gigantiske impakt-hypotesen sier at jorden og månen kommer fra et felles forelderlegeme. På grunn av dette forventer vitenskapsmenn at deres kjemiske sammensetning skal være relativt lik. sjeldne jordmetaller kan utvinnest ved å grave i månens overflate, og disse brukes i teknologier som smarttelefoner og medisinsk utstyr. Disse metallene inkluderer titan, verdifulle metaller som gull og platina, og helium-3, som er en stabil helium-isotop som er ekstremt sjelden på jorden. Helium-3 kan brukes til å drive kjernekraftverk.

På jorden må gruvearbeidere bore gjennom berg hvis de vil utvinne malm som er innbygget i det. Momayez har utviklet en elektro-kjemisk prosess for å bore gjennom berg, og den er fem ganger raskere enn noen tidligere metode. Likevel er måne-utvinning enda mer utfordrende.

“Her på jorden har vi ubegrenset med energi til å kaste inn i å bryte berg,” sa han. “På månen må man være mye mer konservativ. For eksempel, for å bryte berg, bruker vi mye vann, og det er noe vi ikke kommer til å ha på månen. Så, vi trenger nye prosesser, nye teknikker. Den mest effektive måten å bryte berg på jorden er gjennom sprengning, og ingen har noen gang utløst en sprengning på månen.”

Autonome robot-svermer

Autonome robot-svermer kan hjelpe mennesker med å finne nye måter å utvinne måne-materiale fra et laboratorium på jorden.

Jekan Thanga er en associate professor i romfart og mekanisk ingeniørkunst som tilpasser en neuromorfe læringsarkitektur-teknikk. Teknikken, som ble utviklet i hans laboratorium, kalles Human and Explainable Autonomous Robotic System (HEART).

HEART-systemet trener roboter til å arbeide sammen på utvinning, graving og bygging, og det forbedrer robotenes samarbeidsferdigheter.

Teamet vil prøve å bygge og trene robotene på jorden som øvelse, og de ønsker til slutt en fullt autonomic sverm av roboter som kan operere uten instruksjoner fra jorden. Disse robotene vil bli brukt til å utvinne materialer og bygge enkle strukturer.

“På en måte er vi som bønder. Vi avler talent ut av disse skapningene, eller en hel familie av skapninger, for å utføre bestemte oppgaver,” sa Thanga. “Ved å gå gjennom denne prosessen, hjelper vi med å perfeksjonere disse kunstige skapningene hvis jobb det er å utføre utvinningsoppgavene.”

Ifølge teamet kunne robotene frigjøre tid for astronauter, slik at de kunne konsentrere seg om andre spennende aspekter av rom-utforskning.

“Idéen er å la robotene bygge, sette ting opp og gjøre allt det skitne, kjedelige, farlige arbeidet, så astronautene kan gjøre det mer interessante arbeidet,” sa Thanga.