Ученые разрабатывают роботизированные сети для создания умных спутников

Ученые в настоящее время разрабатывают независимые роботизированные сети, которые работают вместе для создания интеллектуальных спутников. Затем эти умные спутники можно будет использовать для ремонта других в космосе. В настоящее время крайне сложно что-либо сделать со сломанными спутниками, что случается довольно часто. Поскольку реального решения нет, дорогие спутники в конечном итоге годами вращаются вокруг Земли, пока не будут возвращены в атмосферу под действием силы тяжести. 

Оу Ма, профессор Университета Цинциннати, разрабатывает робототехнику для ремонта орбитальных спутников до того, как они сломаются. Он руководит Лабораторией интеллектуальной робототехники и автономной работы в университете и хотел бы создавать роботизированные спутники, способные стыковаться с другими спутниками для ремонта и дозаправки. 

По словам Ма, лучший ремонтный спутник будет способен выполнять несколько задач. У него долгая карьера, связанная с различными проектами, связанными с роботизированным оружием на Международной космической станции, а также с бывшей программой космических челноков.

В лаборатории Ма и старший научный сотрудник Калифорнийского университета Ануп Сатьян работают над роботизированными сетями, которые работают независимо и совместно над общей задачей. 

В своем последнем исследовании пара использовала группу роботов и протестировала их в новой игре с использованием строк, чтобы переместить прикрепленный жетон в целевое место на столе. Каждый робот управляет одной строкой, поэтому им нужна помощь других, чтобы переместите жетон в нужное место. Для этого они ослабляют или увеличивают натяжение струны в ответ на действия каждого робота.

Команда использует искусственный интеллект, называемый генетической нечеткой логикой, и им удалось заставить трех роботов, а затем пять, переместить жетон в нужное место. 

Результаты исследований и экспериментов опубликованы в журнале Robotica этот месяц. 

Когда исследователи использовали пять разных роботов, они узнали, что задачу можно выполнить, даже если один из них выйдет из строя. 

«Это будет особенно актуально для проблем с большим количеством роботов, где ответственность отдельного робота будет низкой», - заключили исследователи.

По словам Ма, каждый запуск спутника чреват бесчисленными проблемами, и почти всегда невозможно что-либо с этим поделать после того, как спутник развернут. 

Ранее в этом году спутник Intelsat стоимостью 400 миллионов долларов, размером с небольшой школьный автобус, вышел из строя после выхода на высокую эллиптическую орбиту. Некоторые из первых 60 спутников Starlink, запущенных SpaceX, также вышли из строя в этом году. В случае со SpaceX спутники были спроектированы так, чтобы вращаться вокруг Земли на малой высоте, что привело к их распаду через несколько лет.

Самый известный из них произошел в 1990 году, когда был развернут космический телескоп Хаббл. Позже НАСА узнало, что зеркало было деформировано, и в 1993 году на борту космического корабля «Индевор» была проведена ремонтная миссия. Целью этой миссии было заменить зеркало, чтобы изображения Вселенной могли вернуться на Землю. 

По словам Ма, отправлять людей в космос для ремонта спутников очень дорого. Миссии могут стоить миллиарды долларов, и их трудно выполнить.

Проблемы становятся более заметными каждый раз, когда запускается спутник. 

«Большие коммерческие спутники стоят дорого. У них заканчивается топливо, они работают со сбоями или ломаются», — сказал Ма. «Они хотели бы иметь возможность подняться туда и починить его, но в настоящее время это невозможно».

НАСА планирует запустить в 2022 году спутник, способный дозаправлять другие спутники на низкой околоземной орбите. Они намереваются перехватить и дозаправить спутник правительства США. По данным НАСА, проект называется Restore-L, и ожидается, что он станет проверкой концепции автономного ремонта спутников.

Maxar, компания из Колорадо, будет отвечать за инфраструктуру космического корабля и роботов-манипуляторов для проекта. 

По словам Джона Лаймера, главного робототехника Maxar, большинство спутников выходят из строя из-за того, что у них заканчивается топливо.  

«Вы выводите из эксплуатации совершенно хороший спутник, потому что у него закончился бензин». он сказал. 

«Оу Ма, с которым я работаю много лет, занимается организацией встреч и близости. Есть всевозможные технические решения. Некоторые будут лучше, чем другие. Речь идет о получении операционного опыта, чтобы выяснить, чьи алгоритмы лучше и что больше всего снижает операционный риск».

.