Robonaut — рукастый напарник для космонавта

Роботы хороши и удобны, когда технологические процессы изначально разрабатываются под их систему ограничений: орудовать обычной человеческой отвёрткой роботу тяжеловато. Впрочем, Robonaut может стать приятным исключением из этого правила.

Профессия космонавта сама по себе весьма чревата опасностями для жизни, а потому по полному праву может быть отнесена к разряду мужественных и даже героических.

Тем не менее, по мере того, как совершенствуются технологии, а запуск в космос очередной научной или ремонтной экспедиции становится скучной рутиной и не всегда удостаивается даже трёх строчек в сообщениях информационных агентств, возникает и потребность в снижении риска для космонавтов. И в первую очередь — при работе в открытом космосе.

 

 

Практически каждая экспедиция на орбиту предполагает выход как минимум одного из членов экипажа за пределы обитаемого пространства на предмет установки нового оборудования или же ремонта старого.

Часть этих рутинных процедур уже давно роботизирована (например, при выводе спутников из грузовых отсеков космических челноков используется так называемая "механическая рука"), однако всегда есть вероятность, что очередная нештатная ситуация потребует прямого вмешательства человека.

Вот такой вот он, Robonaut.

А что, если такое вмешательство невозможно? Вспышка на Солнце может запросто перечеркнуть все планы по устранению аварийной ситуации или же по проведению плановых работ.

Кроме того, в некоторых ситуациях человек может оказаться просто физически неспособным выполнить требуемую операцию. Именно для этих целей создаётся Robonaut — телеуправляемый робот-кентавр, представляющий собой новое поколение высокомобильных манипуляторов для работы в открытом космосе.

Работа над проектом ведётся специалистами NASA совместно с всесильным DARPA, финансирующим едва ли не все перспективные проекты, имеющие хоть малейший военный потенциал.

Главная цель, преследуемая разработчиками, состоит в создании "ловкого" робота, способного с равным успехом перемещать массивные элементы конструкции и работать с точностью ювелира.

Конечно, "Робонавту" пока далеко до монструозных кибернетических созданий из "Матрицы", однако для нашего времени это однозначно революционная конструкция.

Начнём с того, что робот, чьи размеры и пропорции совпадают с человеческими, имеет в своём распоряжении две руки о пяти пальцах каждая, "голову" с установленной в ней видеокамерой, шею и торс.

Ног, естественно, нет, поскольку перемещаться он будет при помощи направляющих рельс либо отдельного манипулятора вроде вышеупомянутой "механической руки".

Выбор пропорций и формы эффекторов (то есть, рук, копирующих человеческие) объясняется достаточно просто: робот должен без особых проблем перемещаться по узким коридорам и шлюзам Международной космической станции, а также быть в состоянии использовать для своей работы набор инструментов, предназначенных для людей.

Команда разработчиков вся в сборе.

То есть, как говорят сами разработчики, ими двигала та же философская идея о том, что человек стал таким, каков он есть, именно вследствие использования весьма ограниченного набора инструментов, не слишком подходящего для парнокопытных или, скажем, четырёхпалых животных с атрофированным большим пальцем.

Основной проблемой, которую пришлось решать инженерам, стала сложность передачи огромного массива управляющих сигналов к конечностям, ведь каждая из рук "Робонавта" имеет по сто пятьдесят сенсоров!

На помощь снова пришла природа. Для того, чтобы сократить нагрузку на каналы связи, была разработана своего рода "центральная нервная система", которая взяла на себя значительную часть операций серво-контроля.

Биологический подход обусловил и применение в роботе таких сугубо природных особенностей, как лево— и правосторонняя вычислительная симметрия, кинематическая избыточность, а также способность к самостоятельному обучению и оптимизации процессов в механической, электрической и программной подсистемах.

Что касается сенсорных систем, то они включают в себя термические, пространственные, тактильные и датчики измерения прилагаемого усилия с системой обратной связи. В идеале, робот должен быть способен взять в руки яйцо, не раздавив его.

Управление действиями робота пока находится исключительно в человеческой компетенции. Для этого применён специальный джойстик с хитрым названием Force Reflecting Hand Controller (ручной манипулятор с системой силовой обратной связи), имеющий шесть степеней свободы.

	Сядьте в кресло и расслабьтесь: робот всё сделает за вас.

Оператору достаточно сесть в кресло, водрузить на голову шлем с телеэкраном и взяться за манипулятор. В случае, если рука робота столкнётся с неким физическим объектом, джойстик немедленно даст оператору почувствовать, что движение дальше невозможно. Дальше — дело техники и собственно "Робонавта".

Работы над проектом пока не вышли из стадии экспериментов, но, в общем и целом, уже можно сказать, что человек уже очень близок к тому, чтобы окончательно избавиться от элементов героизма в своей жизни и целиком перенести это тяжкое бремя на титановые плечи своих электронных рабов.

Может быть, это и хорошо, но всё-таки жаль, что мы теряем ещё одну область для романтических мечтаний.

Статья о науки и техники получена: Membrana.ru