Bir takım, parçalarının toplamından daha büyüktür; İsviçre’deki bir çakıl ocağında yapılan test sırasındaki bacaklı robot üçlüsü. Kredi bilgileri: ETH Zürih / Takahiro Miki
Ay, insanların eninde sonunda çıkarabileceği ve kullanabileceği, kullanılmayan kaynaklara sahiptir. Bunun gibi organizasyonlar Avrupa Uzay Ajansı (ESA), bu mineralleri tanımlamak için gökteki komşumuzu daha derinlemesine araştırmaya hazırlanıyor.
ETH Zürih’ten İsviçreli bilim adamlarından oluşan bir ekip, Ay yüzeyini etkili bir şekilde araştırmak için yalnızca tek bir geziciyi değil, birlikte çalışabilecek koordineli bir araç filosu ve uçuş cihazlarını göndermeyi öngörüyor.
Araştırmacılar, ETH’de geliştirilen bir tür bacaklı robot olan üç ANYmal’i, gelecekte onları potansiyel olarak uygun keşif cihazları haline getirecek bir dizi ölçüm ve analiz cihazıyla donattı. Bu robotları İsviçre’deki çeşitli arazilerde ve Lüksemburg’daki Avrupa Uzay Kaynakları İnovasyon Merkezi’nde (ESRIC) test ettiler; burada birkaç ay önce İsviçreli ekip, Almanya’dan meslektaşlarıyla birlikte ay keşif robotları için bir Avrupa yarışmasını kazandı.
Yarışma, Ay’ın yüzeyi örnek alınarak modellenen bir test sahasında minerallerin bulunması ve tanımlanmasını içeriyordu. Dergide yayınlanan yeni bir makalede Bilim Robotiğibilim insanları, bir robot ekibi kullanarak bilinmeyen bir araziyi nasıl keşfettiklerini anlatıyor.
Arızaya karşı sigorta
ETH Profesörü Marco Hutter liderliğindeki grupta doktora öğrencisi olan Philip Arm, “Birden fazla robot kullanmanın iki avantajı var” diye açıklıyor. “Bireysel robotlar özel görevleri üstlenebilir ve bunları aynı anda gerçekleştirebilir. Üstelik yedekliliği sayesinde bir robot ekibi, bir ekip arkadaşının başarısızlığını telafi edebiliyor.” Bu durumda yedeklilik, önemli ölçüm ekipmanlarının birden fazla robota kurulduğu anlamına gelir. Başka bir deyişle, artıklık ve uzmanlaşma birbirine zıt hedeflerdir. Arm, “Her ikisinin de faydalarından yararlanmak doğru dengeyi bulma meselesidir” diyor.
İsviçreli mühendisler, mineral ve hammadde aramak amacıyla gelecekteki ay görevlerine uygun robotlar yapıyorlar. Makinelerden biri arızalansa bile çalışmaya devam edebilmesini sağlamak için araştırmacılar onlara takım çalışmasını öğretiyor. Kredi: Zürih Üniversitesi / Merkezi BT – MELS
ETH Zürih ile Basel, Bern ve Zürih Üniversitelerindeki araştırmacılar, bacaklı robotlardan ikisini uzman olarak donatarak bu sorunu çözdüler. Bir robot, arazinin haritasını çıkarmada ve jeolojiyi sınıflandırmada özellikle iyi olacak şekilde programlandı. Kayanın mineral bileşimi hakkında ilk ipuçlarını toplamak için bir lazer tarayıcı ve bazıları spektral analiz yapabilen birkaç kamera kullanıldı. Diğer uzman robota Raman spektrometresi ve mikroskopi kamerası kullanarak kayaları hassas bir şekilde tanımlaması öğretildi.
Üçüncü robot genel bir robottu: hem arazinin haritasını çıkarabiliyor hem de kayaları tanımlayabiliyordu, bu da onun uzmanlardan daha geniş bir görev yelpazesine sahip olduğu anlamına geliyordu. Ancak donanımı, bu görevleri daha az hassasiyetle yerine getirebileceği anlamına geliyordu. Arm, “Bu, robotlardan herhangi birinin arızalanması durumunda görevi tamamlamayı mümkün kılıyor” diyor.
Kombinasyon önemlidir
ESRIC ve ESA Space Resources Challenge’da jüri, özellikle araştırmacıların keşif sistemlerini potansiyel arızalara karşı dayanıklı hale getirmek için yedeklilik oluşturmalarından etkilendi. Ödül olarak, Karlsruhe’deki FZI Bilgi Teknolojileri Araştırma Merkezi’nden İsviçreli bilim insanları ve meslektaşlarına, bu teknolojiyi daha da geliştirmek için bir yıllık araştırma sözleşmesi verildi. Bu çalışma, bacaklı robotların yanı sıra, FZI araştırmacılarının bu tür robotlarla ilgili deneyimlerine dayanarak tekerlekli robotları da içerecek.
Profesör Hutter’ın grubundan kıdemli bir bilim adamı olan Hendrik Kolvenbach, “Bizim ANYmal gibi bacaklı robotlar, örneğin bir kratere tırmanmak söz konusu olduğunda, kayalık ve dik arazilerle iyi başa çıkıyor” diye açıklıyor. Tekerlekli robotlar bu tür koşullarda dezavantajlıdır ancak daha az zorlu arazilerde daha hızlı hareket edebilirler. Bu nedenle gelecekteki bir görev için hareket tarzları açısından farklılık gösteren robotları birleştirmek mantıklı olacaktır. Ekibe uçan robotlar da eklenebilir.
Araştırmacılar ayrıca robotları daha otonom hale getirmeyi planlıyor. Şu anda robotlardan gelen tüm veriler, operatörün görevleri bireysel robotlara atadığı bir kontrol merkezine akıyor. Gelecekte yarı otonom robotlar, operatöre yönelik kontrol ve müdahale seçenekleriyle belirli görevleri doğrudan birbirlerine atayabilir.
Referans: Philip Arm, Gabriel Waibel, Jan Preisig, Turcan Tuna, Ruyi Zhou, Valentin Bickel, Gabriela Ligeza, Takahiro Miki, Florian Kehl, Hendrik Kolvenbach ve Marco Hutter tarafından yazılan “Ayaklı robotlardan oluşan bir ekiple zorlu gezegensel analog ortamların bilimsel keşfi” 12 Temmuz 2023, Bilim Robotiği.
DOI: 10.1126/scirobotics.ade9548