Yeni gerçekçi bilgisayar modeli robotların ay tozunu toplamasına yardımcı olacak

Yeni bir bilgisayar modeli, ay tozunu o kadar iyi taklit ediyor ki, aydaki robot teleoperasyonlarının daha sorunsuz ve daha güvenli olmasını sağlayabilir. Bristol Üniversitesi’ndeki araştırmacılar tarafından geliştirilen ve Bristol Robotik Laboratuvarı merkezli geliştirilen araç, astronotları ay görevleri öncesinde eğitmek için kullanılabilir.

Araştırmaları dergide yayınlandı Uzay Teknolojilerinde Sınırlar.

Ekip, uzay uygulamaları için çalışan robotik sistemler oluşturmaya özel ilgi duyan Birleşik Krallık’taki endüstri ortakları Thales Alenia Space ile birlikte çalışarak, ay tozunun başka bir adı olan regolitin sanal bir versiyonunu araştırdı.

Ay regoliti, önümüzdeki on yıl içinde planlanan ay keşif misyonları için özellikle ilgi çekicidir. Bilim adamları, Ay’da uzun vadeli bir varlığı desteklemek için potansiyel olarak oksijen, roket yakıtı veya inşaat malzemeleri gibi değerli kaynakları ondan çıkarabilirler.

Regolit toplamak için uzaktan kumandalı robotlar, insanlı uzay uçuşuna kıyasla daha düşük risk ve maliyetlere sahip olması nedeniyle pratik bir seçim olarak ortaya çıkıyor. Ancak robotların bu kadar büyük mesafelerde çalıştırılması, sistemde büyük gecikmelere neden olur ve bu da onların kontrol edilmesini zorlaştırır.

Ekip artık bu simülasyonun gerçekliğe benzer şekilde davrandığını bildiğinden, bunu ayda bir robotun çalışmasını yansıtmak için kullanabilirler. Bu yaklaşım, operatörlerin robotu gecikmeden kontrol etmesine olanak tanıyarak daha sorunsuz ve daha verimli bir deneyim sağlar.

Bristol Mühendislik Matematik ve Teknoloji Okulu’ndan başyazar Joe Louca şöyle açıkladı: “Bunu ayda geçen gerçekçi bir video oyunu gibi düşünün; ay tozunun sanal versiyonunun tıpkı gerçeği gibi davrandığından emin olmak istiyoruz, böylece Eğer bunu ayda bir robotu kontrol etmek için kullanırsak, o zaman beklediğimiz gibi davranacaktır. Bu model doğru, ölçeklenebilir ve hafiftir, dolayısıyla yaklaşan ay keşif görevlerini desteklemek için kullanılabilir.”

Bu çalışma şu şekilde takip edilmiştir: önceki iş Uzman robot operatörlerinin giderek artan risk ve gerçekçilik ile kendi sistemleri üzerinde eğitim vermek istediklerini tespit eden ekip. Bu, gerçek sistemi kullanmaya geçmeden önce bir simülasyonla başlamak ve fiziksel maketleri kullanmaya başlamak anlamına gelir. Doğru bir simülasyon modeli, operatörün sisteme olan güvenini eğitmek ve geliştirmek için çok önemlidir.

Ay tozunun bazı özellikle hassas modelleri daha önce geliştirilmiş olsa da, bunlar o kadar ayrıntılı ki çok fazla hesaplama süresi gerektiriyor ve bu da onları bir robotu sorunsuz bir şekilde kontrol edemeyecek kadar yavaş hale getiriyor. DLR’den (Alman Havacılık ve Uzay Merkezi) araştırmacılar, regolitin yoğunluğunu, yapışkanlığını ve sürtünmesinin yanı sıra ayın azaltılmış yerçekimini de dikkate alan sanal bir regolit modeli geliştirerek bu zorluğun üstesinden geldi. Modelleri, hesaplama kaynaklarına hafif olması ve dolayısıyla gerçek zamanlı olarak çalıştırılabilmesi nedeniyle uzay endüstrisinin ilgisini çekmektedir. Ancak az miktarda ay tozuyla en iyi sonucu verir.

Bristol ekibinin amaçları öncelikle modeli daha fazla regolit taşıyabilecek şekilde genişletmek, aynı zamanda gerçek zamanlı olarak çalışacak kadar hafif kalmak ve ardından deneysel olarak doğrulamaktı.

Louca şunları ekledi: “Bu proje boyunca öncelikli odak noktamız, bu sistemlerin operatörleri için kullanıcı deneyimini geliştirmekti; işlerini nasıl kolaylaştırabilirdik? DLR tarafından geliştirilen orijinal sanal regolit modeliyle başladık ve onu daha ölçeklenebilir hale getirecek şekilde değiştirdik. Daha sonra, sanal ay tozunun gerçek dünyadaki karşılığı ile aynı şekilde davranıp davranmadığını ölçmek için yarısı simüle edilmiş bir ortamda, yarısı gerçek dünyada olmak üzere bir dizi deney gerçekleştirdik.”

Bu regolit modelinin doğru, ölçeklenebilir ve gerçek zamanlı olarak kullanılabilecek kadar hafif olması umut verici olduğundan ekip bundan sonra regolit toplamak için robotları çalıştırırken kullanılıp kullanılamayacağını araştıracak.

Ayrıca, gelecekteki keşif misyonları için faydalı olabilecek Mars toprağını simüle etmek için benzer bir sistemin geliştirilip geliştirilemeyeceğini araştırmayı veya bilim adamlarını merakla beklenen Mars Örnek Dönüşü görevinden gelen materyalleri ele alacak şekilde eğitmeyi planlıyorlar.