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

Các nhà khoa học hiện đang phát triển mạng lưới robot độc lập hoạt động cùng nhau để tạo ra vệ tinh thông minh. Những vệ tinh thông minh này có thể được sử dụng để sửa chữa các vệ tinh khác trong không gian. Hiện tại, việc sửa chữa vệ tinh bị hỏng là rất khó khăn và thường xảy ra. Vì không có giải pháp thực sự, các vệ tinh đắt tiền này sẽ tiếp tục quay quanh Trái đất trong nhiều năm cho đến khi chúng bị kéo trở lại bầu khí quyển bởi trọng lực.

Ou Ma, một giáo sư từ Đại học Cincinnati, đang phát triển công nghệ robot để sửa chữa các vệ tinh đang quay quanh Trái đất trước khi chúng bị hỏng. Ông điều hành Phòng thí nghiệm Robot thông minh và tự động tại trường đại học và muốn tạo ra các vệ tinh robot có khả năng dock với các vệ tinh khác để sửa chữa và refueling.

Vệ tinh sửa chữa tốt nhất sẽ có khả năng thực hiện nhiều nhiệm vụ, theo Ma. Ông đã có một sự nghiệp lâu dài liên quan đến các dự án về cánh tay robot trên Trạm vũ trụ Quốc tế, cũng như chương trình tàu vũ trụ trước đây.

Trong phòng thí nghiệm, Ma và Anoop Sathyan, một nhà nghiên cứu cao cấp tại UC, đang làm việc trên mạng lưới robot hoạt động độc lập và hợp tác trên một nhiệm vụ chung.

Trong nghiên cứu mới nhất, họ đã sử dụng một nhóm robot và thử nghiệm chúng với một trò chơi mới về dây để di chuyển một token gắn vào một điểm mục tiêu trên bàn. Mỗi robot điều khiển một dây, vì vậy chúng cần sự giúp đỡ của các robot khác để di chuyển token đến đúng vị trí. Để làm điều này, chúng sẽ thả hoặc tăng căng dây theo phản ứng với từng hành động của robot.

Đội ngũ sử dụng một loại trí tuệ nhân tạo gọi là logic mờ di truyền, và họ đã có thể khiến ba robot, sau đó là năm robot, di chuyển token đến điểm mong muốn.

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

Khi các nhà nghiên cứu sử dụng năm robot khác nhau, họ đã học được rằng nhiệm vụ có thể được hoàn thành ngay cả khi một trong số chúng bị hỏng.

“Điều này sẽ đặc biệt đúng đối với các vấn đề có số lượng robot lớn hơn, nơi trách nhiệm của từng robot sẽ thấp”, các nhà nghiên cứu kết luận.

Theo Ma, mỗi lần phóng vệ tinh đều có thể gặp phải vô số vấn đề, và thường thì không thể làm gì về nó một khi vệ tinh đã được triển khai.

Đầu năm nay, một vệ tinh Intelsat trị giá 400 triệu đô la, có kích thước tương đương với một chiếc xe buýt trường học nhỏ, đã bị hỏng sau khi đạt được quỹ đạo elip cao. Một số vệ tinh Starlink đầu tiên được phóng bởi SpaceX (SPCX ) cũng bị hỏng 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 hủy sau vài năm.

Vụ việc nổi tiếng nhất xảy ra vào năm 1990 khi Kính viễn vọng vũ trụ Hubble được triển khai. Sau đó, NASA đã học được rằng gương của kính viễn vọng bị cong và một sứ mệnh sửa chữa trên tàu vũ trụ Endeavor đã diễn ra vào năm 1993. Sứ mệnh này nhằm thay thế gương, cho phép hình ảnh của vũ trụ quay trở lại Trái đất.

Gửi con người vào không gian để sửa chữa vệ tinh là cực kỳ tốn kém, theo Ma. Các sứ mệnh có thể tiêu tốn hàng tỷ đô la và rất khó để hoàn thành.

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

“Các vệ tinh thương mại lớn rất tốn kém. Chúng hết nhiên liệu hoặc bị hỏng hoặc bị hỏng”, Ma nói. “Họ muốn có thể đi lên đó và sửa chữa nó, nhưng hiện tại điều đó là không thể.”

NASA đang lên kế hoạch phóng một vệ tinh vào năm 2022 có khả năng refueling các vệ tinh khác ở quỹ đạo thấp của Trái đất. Họ sẽ cố gắng bắt gặp và refueling một vệ tinh của chính phủ Mỹ. Dự án này được gọi là Restore-L và dự kiến sẽ là bằng chứng về khái niệm sửa chữa vệ tinh tự động, theo NASA.

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 bộ phận robot tại Maxar, hầu hết các vệ tinh bị hỏng vì chúng hết nhiên liệu.

“Bạn đang loại bỏ một vệ tinh hoàn hảo chỉ vì nó hết xăng”, ông nói.

“Ou Ma, người mà tôi đã làm việc cùng trong nhiều năm, đang làm việc về việc sắp xếp và tổ chức gần gũi. Có rất nhiều giải pháp kỹ thuật khác nhau. Một số sẽ tốt hơn những giải pháp khác. Điều quan trọng là phải có kinh nghiệm hoạt động để tìm ra ai có thuật toán tốt hơn và giảm thiểu rủi ro hoạt động nhiều nhất”, ông nói.