Các nhà khoa học đang phát triển mạng lưới robot để chế tạo vệ tinh thông minh

Các nhà khoa học hiện đang phát triển các mạng robot độc lập hoạt động cùng nhau để tạo ra các vệ tinh thông minh. Những vệ tinh thông minh đó sau đó có thể được sử dụng để sửa chữa những vệ tinh khác trong không gian. Hiện tại, rất khó để làm bất cứ điều gì đối với các vệ tinh bị hỏng, điều này xảy ra khá thường xuyên. Vì không có giải pháp thực sự, các vệ tinh đắt tiền sẽ quay quanh Trái đất trong nhiều năm cho đến khi chúng được đưa trở lại bầu khí quyển bởi lực hấp dẫn. 

Ou Ma, một giáo sư từ Đại học Cincinnati, đang chế tạo công nghệ người máy để sửa chữa các vệ tinh quay quanh quỹ đạo trước khi chúng bị hỏng. Anh ấy điều hành Phòng thí nghiệm Robot thông minh và Tự trị tại trường đại học, và anh ấy muốn tạo ra các vệ tinh rô bốt có khả năng kết nối với các vệ tinh khác để sửa chữa và tiếp nhiên liệu. 

Theo Ma, vệ tinh sửa chữa tốt nhất sẽ có khả năng thực hiện nhiều nhiệm vụ. Anh ấy có một sự nghiệp lâu dài liên quan đến các dự án khác nhau liên quan đến cánh tay rô-bốt trên Trạm Vũ trụ Quốc tế, cũng như chương trình tàu con thoi trước đây.

Trong phòng thí nghiệm, Ma và cộng tác viên nghiên cứu cấp cao của UC, Anoop Sathyan, đang làm việc trên các mạng rô-bốt hoạt động độc lập và hợp tác trong một nhiệm vụ chung. 

Trong nghiên cứu mới nhất của họ, cặp đôi đã sử dụng một nhóm rô-bốt và thử nghiệm chúng bằng một trò chơi mới liên quan đến dây để di chuyển một mã thông báo được đính kèm đến vị trí mục tiêu trên bàn. Mỗi rô-bốt điều khiển một dây, vì vậy chúng cần sự trợ giúp của người khác để di chuyển mã thông báo đến đúng vị trí. Để làm được điều này, chúng giải phóng hoặc tăng độ căng của dây theo từng hành động của rô-bốt.

Nhóm sử dụng trí thông minh nhân tạo được gọi là logic mờ di truyền và họ có thể nhờ ba rô-bốt, sau đó là năm rô-bốt, di chuyển mã thông báo đến vị trí mong muốn. 

Kết quả nghiên cứu và thí nghiệm đã được công bố trên tạp chí Robotics tháng này. 

Khi các nhà nghiên cứu sử dụng năm robot khác nhau, họ biết được rằng nhiệm vụ có thể được hoàn thành ngay cả khi một trong số chúng gặp trục trặc. 

Các nhà nghiên cứu kết luận: “Điều này đặc biệt đúng đối với các vấn đề có số lượng rô-bốt lớn hơn, trong đó trách nhiệm pháp lý của một rô-bốt riêng lẻ sẽ thấp”.

Theo Ma, mỗi lần phóng vệ tinh đều có khả năng xảy ra vô số vấn đề và hầu như không thể làm gì được sau khi vệ tinh được triển khai. 

Đầu năm nay, một vệ tinh Intelsat trị giá 400 triệu đô la, có cùng kích thước với một chiếc xe buýt trường học nhỏ, đã gặp trục trặc sau khi đạt đến quỹ đạo hình elip cao. Một số trong số 60 vệ tinh Starlink đầu tiên do SpaceX phóng cũng gặp trục trặc trong năm nay. Trong trường hợp của SpaceX, các vệ tinh được thiết kế để quay quanh Trái đất ở độ cao thấp, khiến chúng bị phân rã sau vài năm.

Sự kiện nổi tiếng nhất diễn ra vào năm 1990 khi Kính viễn vọng Không gian Hubble được triển khai. NASA sau đó biết rằng chiếc gương đã bị cong vênh và một nhiệm vụ sửa chữa tiếp theo trên tàu con thoi Endeavour đã diễn ra vào năm 1993. Nhiệm vụ đó được đặt ra để thay thế chiếc gương, cho phép hình ảnh của vũ trụ quay trở lại Trái đất. 

Theo Ma, việc đưa con người lên vũ trụ để sửa chữa các vệ tinh là vô cùng tốn kém. Các nhiệm vụ có thể tiêu tốn hàng tỷ đô la và rất khó hoàn thành.

Các vấn đề trở nên nổi bật hơn mỗi khi vệ tinh được phóng. 

“Các vệ tinh thương mại lớn rất tốn kém. Chúng hết nhiên liệu, trục trặc hoặc hỏng hóc”, Ma nói. “Họ muốn lên đó và sửa nó, nhưng ngày nay điều đó là không thể.”

NASA đang tìm cách phóng một vệ tinh vào năm 2022 có khả năng tiếp nhiên liệu cho những vệ tinh khác ở quỹ đạo thấp của Trái đất. Họ sẽ bắt đầu đánh chặn và tiếp nhiên liệu cho một vệ tinh của chính phủ Hoa Kỳ. Theo NASA, dự án này được gọi là Restore-L, và nó được kỳ vọng là bằng chứng về khái niệm sửa chữa vệ tinh tự động.

Maxar, một công ty ở Colorado, sẽ chịu trách nhiệm về cơ sở hạ tầng tàu vũ trụ và cánh tay robot cho dự án. 

Theo John Lymer, trưởng nhóm robot tại Maxar, hầu hết các vệ tinh hỏng vì hết nhiên liệu.  

“Bạn đang cho một vệ tinh hoàn toàn tốt nghỉ hưu vì nó hết xăng.” anh ấy nói. 

“Ou Ma, người mà tôi đã làm việc cùng nhiều năm, làm việc trong lĩnh vực tổ chức các điểm hẹn và vùng lân cận. Có tất cả các loại giải pháp kỹ thuật hiện có. Một số sẽ tốt hơn những người khác. Đó là việc tích lũy kinh nghiệm vận hành để tìm ra thuật toán của ai tốt hơn và thuật toán nào làm giảm rủi ro vận hành nhiều nhất.”

.