Araştırmacılar ağırlıksız ortamda ince motor becerilerini test ediyor

Uzay koşullarındaki ince motor görevleri özellikle zorludur ve öncelikle Dünya’da eğitilmeleri gerekir. Alman Yapay Zeka Araştırma Merkezi’nden (DFKI) ve Duisburg-Essen Üniversitesi’nden (UDE) bilim insanları, ağırlıksızlığı simüle edebilen bir robotik dış iskeletin astronotik eğitimi için uygun olup olmadığını araştırıyorlar.

Ekip, simüle edilmiş ağırlıksızlığın etkilerini gerçek ağırlıksızlıkla karşılaştırmak için Fransa’nın Bordeaux kentindeki 42. DLR Parabolik Uçuş Kampanyasına katılma fırsatı buldu.

Uzay görevleri sırasında astronotlar sıklıkla onarım veya deney yapmak gibi uzayın ağırlıksızlığı nedeniyle daha da zorlaşan ince motor görevleriyle karşı karşıya kalırlar. Bu becerilerin hedefe yönelik eğitimi, yalnızca görevlerin verimliliğini artırmak için değil, aynı zamanda astronotların güvenliğini sağlamak için de özellikle önemlidir. Şimdiye kadar bu tür görevler yalnızca Dünya’da parabolik uçuşlar sırasında veya su altında uzay kıyafetleriyle uygulanabiliyordu.

Dış iskeletle yenilikçi uzay eğitimi

Bremen DFKI Robotik İnovasyon Merkezi ve Duisburg-Essen Üniversitesi Tıp Mühendisliği Sistemleri Bölümü’ndeki (UDE) bilim insanları, alternatif ve daha uygun maliyetli bir eğitim yöntemi üzerinde çalışıyor.

NoGravEx projesinde, robotik bir dış iskelet yardımıyla mikro yerçekimini simüle etmek için yenilikçi bir yaklaşım geliştirdiler. Teknoloji, bir kişinin kollarının ağırlığını tespit edip telafi edebiliyor; bu da, örneğin, kişinin kollarının ağırlıksız veya aydaki kadar ağır hissetmesini sağlıyor.

Araştırmacılar şu anda GraviMoKo projesinde simüle edilmiş ağırlıksızlığın insan vücudu üzerindeki etkilerini gerçek ağırlıksızlığa kıyasla araştırıyorlar. 27 Mayıs – 6 Haziran 2024 tarihleri ​​arasında Fransa’nın Bordeaux kentinde düzenlenen 42. DLR Parabolik Uçuş Kampanyasına katılarak projede önemli bir kilometre taşına ulaştılar.

Parabolik uçuşlar sırasında, her biri yaklaşık 22 saniye boyunca 31 kez ağırlıksızlık yaratmak için özel yükselme ve alçalma manevraları kullanılır. Bu süre bilimsel ekiplerin deneyleri için kullanılabilir. Novespace’in Airbus A310 Zero G’si, üç gün boyunca planlanan üç uçuş yerine dört kez havalandı çünkü teknik sorunlar nedeniyle ilk uçuş yalnızca 16 parabolden sonra iptal edilmek zorunda kaldı. Kalan paraboller ikinci günde tamamlandı.

Deney kurulumu ve yürütülmesi

Dış iskelet deneyi, uçakta seçilen on bir deneyden biriydi ve altı test deneğinin katılımını içeriyordu. Ancak bazı konuların eksikliğini telafi etmek için daha fazla kişi göreve önceden hazırlanmıştı.

Test deneklerinin görevi, ağırlıksız bir ortamda dokunmatik ekran üzerindeki hedef slaytın merkezine sağ kollarının işaret parmağını kullanarak vurmaktı. Görsel hareket düzeltmelerini önlemek için kol bir pelerinle kapatıldı. Deney sırasında deneklerin kol kası aktivitesi, beyin aktivitesi ve kalp atış hızı değişkenliği ile hareket yörüngeleri kaydedildi.

Test deneklerinin yarısı bu görevi laboratuvarda simüle edilmiş ağırlıksız ortamda aktif bir dış iskeletle zaten uygulamışken, diğerleri eğitimsizdi veya yalnızca test kurulumuna aşinaydı. Parabolik uçuşlarda yer testlerinden farklı olarak pasif sistemler kullanıldı. İki özdeş test kurulumu, uçuş başına iki deneğin eşzamanlı katılımına izin verdi.

Tüm sensörlerle donatılmış bir yedek kişi, deneklerin kendilerini rahatsız hissetmeleri durumunda devreye girebilecek, aksi takdirde operatör ve destekçi olarak hareket edebilecek şekilde hazır bulunuyordu.

Deneyler büyük ölçüde planlandığı gibi ilerledi; mide bulantısı nedeniyle yalnızca bir deneğin değiştirilmesi gerekti. On günlük kampanyanın sonunda araştırmacılar sonuçlardan oldukça memnun kaldı.

Duisburg-Essen Üniversitesi/DFKI’den proje lideri Prof. Dr. Elsa Kirchner, “İlk parabolik uçuş kampanyamızda harika bir iş çıkardık ve planladığımız tüm verileri topladık. Çaba ve uyku eksikliğine rağmen ekip çalıştı. birlikte son derece iyi durumdayız. Şimdi çok kapsamlı verileri analiz etme zamanı.”

Veri analizi ve potansiyel uygulamalar

Araştırmacılar, verileri analiz ederek, dış iskeletle simüle edilmiş ağırlıksızlık ortamında yapılan eğitimin, öğrenilen becerilerin gerçek ağırlıksız ortama aktarılmasını sağlayıp sağlamayacağını ve astronotların yeteneklerini geliştirip geliştiremeyeceğini belirlemeyi umuyorlar. Bu, astronotların gelecekteki uzay görevlerinin zorluklarına hazırlanmasına ve zorlu uzay koşullarındaki performanslarının optimize edilmesine yardımcı olabilir.

Uzay yolculuğunun yanı sıra rehabilitasyon gibi karasal uygulamalar da bu yeni teknolojiden faydalanabilecek. NoGravEx ve GraviMoKo projelerinde kullanılan ve daha da geliştirilen dış iskelet, ilk olarak DFKI’de rehabilitasyon tedavisi için geliştirildi.

Bireysel ağırlık telafisi olanağı sayesinde sistem, örneğin felçten sonra fiziksel engelli kişiler için daha da kişiselleştirilmiş destek sağlayabilir.