Cientistas Desenvolvendo Redes Robóticas para Criar Satélites Inteligentes

Cientistas estão atualmente desenvolvendo redes robóticas independentes que trabalham juntas para criar satélites inteligentes. Esses satélites inteligentes poderiam então ser usados para reparar outros no espaço. Atualmente, é extremamente difícil fazer algo com satélites quebrados, o que acontece quite frequentemente. Como não há uma solução real, os satélites caros acabam orbitando a Terra por anos até serem trazidos de volta à atmosfera pela gravidade.

Ou Ma, um professor da Universidade de Cincinnati, está desenvolvendo tecnologia robótica para consertar os satélites em órbita antes que eles quebrem. Ele dirige o Laboratório de Robótica Inteligente e Autônoma da universidade e gostaria de criar satélites robóticos capazes de acoplar com outros satélites para reparos e reabastecimento.

O melhor satélite de reparo será capaz de realizar múltiplas tarefas, de acordo com Ma. Ele tem uma longa carreira envolvendo vários projetos que lidam com braços robóticos na Estação Espacial Internacional, bem como o antigo programa de ônibus espacial.

No laboratório, Ma e o associado de pesquisa sênior da UC, Anoop Sathyan, estão trabalhando em redes robóticas que funcionam de forma independente e colaborativa em uma tarefa comum.

Em seu estudo mais recente, o casal usou um grupo de robôs e os testou com um novo jogo envolvendo cordas para mover um token anexado a um local alvo em uma mesa. Cada robô controla uma corda, então eles precisam da ajuda dos outros para mover o token para o local correto. Para fazer isso, eles liberam ou aumentam a tensão na corda em resposta às ações de cada robô.

A equipe usa uma inteligência artificial chamada lógica fuzzy genética e conseguiu fazer com que três robôs, mais tarde cinco, movessem o token para o local desejado.

Os resultados da pesquisa e dos experimentos foram publicados no jornal Robotica este mês.

Quando os pesquisadores usaram cinco robôs diferentes, eles descobriram que a tarefa pode ser concluída mesmo se um deles falhar.

“Isso será especialmente verdadeiro para problemas com números maiores de robôs, onde a responsabilidade de um robô individual será baixa”, concluíram os pesquisadores.

De acordo com Ma, cada lançamento de satélite tem a possibilidade de inúmeros problemas e é quase sempre impossível fazer algo a respeito uma vez que o satélite é implantado.

No início deste ano, um satélite Intelsat de US$ 400 milhões, do tamanho de um pequeno ônibus escolar, falhou após atingir uma órbita elíptica alta. Alguns dos primeiros 60 satélites Starlink lançados pela SpaceX (SPCX ) também falharam este ano. No caso da SpaceX, os satélites foram projetados para orbitar a Terra a uma altitude baixa, causando sua decadência após alguns anos.

O mais conhecido de todos ocorreu em 1990, quando o Telescópio Espacial Hubble foi implantado. A NASA mais tarde descobriu que o espelho estava deformado e uma missão de reparo a bordo do ônibus espacial Endeavor ocorreu em 1993. Essa missão visava substituir o espelho, permitindo que imagens do universo chegassem à Terra.

Enviar humanos ao espaço para reparar satélites é extremamente caro, de acordo com Ma. As missões podem custar bilhões de dólares e são difíceis de serem concluídas.

Os problemas se tornam mais proeminentes a cada vez que um satélite é lançado.

“Satélites comerciais grandes são caros. Eles acabam sem combustível ou falham ou quebram”, disse Ma. “Eles gostariam de poder ir lá e consertá-los, mas atualmente é impossível”.

A NASA está procurando lançar um satélite em 2022 que seja capaz de reabastecer outros em órbita terrestre baixa. Eles vão tentar interceptar e reabastecer um satélite do governo dos EUA. O projeto é chamado de Restore-L e é esperado ser a prova de conceito para reparos autônomos de satélites, de acordo com a NASA.

A Maxar, uma empresa do Colorado, será responsável pela infraestrutura do espaço e braços robóticos para o projeto.

De acordo com John Lymer, robótico-chefe da Maxar, a maioria dos satélites falha porque acaba sem combustível.

“Você está aposentando um satélite perfeitamente bom porque ele acabou de gasolina”, disse ele.

“Ou Ma, com quem eu trabalhei por muitos anos, trabalha em rendezvous e organização de proximidade. Há todos os tipos de soluções técnicas por aí. Algumas serão melhores do que outras. É sobre obter experiência operacional para descobrir cujos algoritmos são melhores e o que reduz o risco operacional mais.”