Naukowcy rozwijają sieci robotyczne w celu stworzenia inteligentnych satelitów

Naukowcy obecnie rozwijają niezależne sieci robotyczne, które współpracują ze sobą w celu stworzenia inteligentnych satelitów. Te inteligentne satelity mogą być następnie wykorzystane do naprawy innych satelitów w przestrzeni kosmicznej. Obecnie jest to bardzo trudne do wykonania czegokolwiek z uszkodzonymi satelitami, co zdarza się dość często. Ponieważ nie ma realnego rozwiązania, drogie satelity kończą orbitowanie Ziemi przez lata, aż zostaną przyciągnięte przez grawitację.

Ou Ma, profesor z Uniwersytetu w Cincinnati, inżynieruje technologię robotyczną, aby naprawić satelity na orbicie, zanim ulegną awarii. Kieruje on Laboratorium Inteligentnych Robotów i Autonomicznych na uniwersytecie i chciałby stworzyć robotyczne satelity, które są w stanie dokować z innymi satelitami w celu naprawy i uzupełnienia paliwa.

Najlepszy satelita naprawczy będzie w stanie wykonywać wiele zadań, według Ma. Ma on długą karierę związaną z różnymi projektami, które dotyczą ramion robotycznych na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, a także byłego programu wahadłowców kosmicznych.

W laboratorium Ma i starszy asystent badawczy Anoop Sathyan pracują nad sieciami robotycznymi, które pracują niezależnie i współpracują przy wspólnym zadaniu.

W swoim najnowszym badaniu para wykorzystała grupę robotów i przetestowała je z nową grą z użyciem sznurków, aby poruszyć dołączony token do celowego miejsca na stole. Każdy robot kontroluje jeden sznurek, więc potrzebują pomocy innych, aby poruszyć token w odpowiednie miejsce. Aby to zrobić, zwalniają lub zwiększają napięcie sznurka w odpowiedzi na działania każdego robota.

Zespół wykorzystuje sztuczną inteligencję określaną jako genetyczna logika rozmyta, i byli w stanie uzyskać, aby trzy roboty, a później pięć, poruszyły token do pożądanego miejsca.

Wyniki badań i eksperymentów zostały opublikowane w czasopiśmie Robotica w tym miesiącu.

Kiedy badacze wykorzystali pięć różnych robotów, dowiedzieli się, że zadanie może być wykonane nawet wtedy, gdy jeden z nich ulegnie awarii.

“To będzie szczególnie prawdziwe w przypadku problemów z większą liczbą robotów, gdzie odpowiedzialność poszczególnego robota będzie niska”, stwierdzili badacze.

Według Ma, każdy start satelity ma możliwość niezliczonej liczby problemów, i jest prawie zawsze niemożliwe zrobienie czegokolwiek, gdy satelita zostanie wdrożony.

Na początku tego roku satelita Intelsat o wartości 400 milionów dolarów, o rozmiarze małego autobusu szkolnego, uległ awarii po osiągnięciu wysokiej eliptycznej orbity. Niektóre z pierwszych 60 satelitów Starlink wystrzelonych przez SpaceX również uległy awarii w tym roku. W przypadku SpaceX satelity zostały zaprojektowane do orbity wokół Ziemi na niskiej wysokości, co powoduje, że po kilku latach ulegają degradacji.

Najbardziej znany przypadek miał miejsce w 1990 roku, gdy Teleskop Kosmiczny Hubble’a został wdrożony. Później NASA dowiedziała się, że lustro było wygięte, a następna misja naprawcza na pokładzie wahadłowca Endeavour odbyła się w 1993 roku. Ta misja miała na celu zastąpienie lustra, co pozwoliło na przesłanie obrazów wszechświata z powrotem na Ziemię.

Wysłanie ludzi w kosmos w celu naprawy satelitów jest bardzo drogie, według Ma. Misje te mogą kosztować miliardy dolarów i są trudne do wykonania.

Problemy stają się bardziej widoczne za każdym razem, gdy satelita jest wystrzeliwany.

“Duże komercyjne satelity są drogie. Zakończą się one paliwem lub ulegną awarii lub złamaniu”, powiedział Ma. “Chcieliby oni iść tam i naprawić je, ale obecnie jest to niemożliwe”.

NASA planuje wystrzelić satelitę w 2022 roku, który będzie w stanie uzupełnić paliwo innym satelitom na niskiej orbicie wokół Ziemi. Będą oni próbowali przechwycić i uzupełnić paliwo satelity rządowego USA. Projekt ten nosi nazwę Restore-L i ma być dowodem pojęcia dla autonomicznych napraw satelitów, według NASA.

Firma Maxar z Kolorado będzie odpowiedzialna za infrastrukturę statku kosmicznego i ramiona robotyczne dla tego projektu.

Według Johna Lymera, głównego robotyka w Maxar, większość satelitów ulega awarii, ponieważ kończą się one paliwem.

“Wycofujesz doskonały satelitę, ponieważ skończyło mu się paliwo”, powiedział.

“Ou Ma, z którym pracowałem przez wiele lat, pracuje nad spotkaniem i organizacją w pobliżu. Są tam wszystkie rodzaje rozwiązań technicznych. Niektóre z nich będą lepsze niż inne. Chodzi o zdobycie doświadczenia operacyjnego, aby dowiedzieć się, czyje algorytmy są lepsze i co redukuje ryzyko operacyjne najbardziej”.

.