Разработка космических роботов долгое время оставалась занятием для крупных агентств с многомиллионными бюджетами. Новая платформа может изменить эту ситуацию.
NASA и Университет Райса представили первый в мире открытый симулятор для разработки космических роботов. Платформа позволяет ученым и инженерам из любой страны создавать, тестировать и совершенствовать робототехнику для работы внутри космических кораблей и будущих лунных баз, не имея доступа к реальному оборудованию NASA.
Новая система получила название iMETRO Dynamic Simulation. Она представляет собой цифровую копию исследовательского комплекса iMETRO, который расположен в Космическом центре имени Джонсона в Хьюстоне. Разработчики постарались максимально точно воспроизвести внутренние помещения кораблей и жилых модулей, чтобы испытания проходили в условиях, близких к реальным.
До сих пор подобные проекты были доступны лишь ограниченному кругу специалистов. Большинство инструментов создавались для внутреннего использования космическими агентствами или частными компаниями. Это усложняло сотрудничество между исследовательскими группами и замедляло развитие отрасли. Теперь любой университет, лаборатория или стартап сможет подключиться к работе над космической робототехникой.
Система создавалась для роботов, которые смогут взять на себя часть работы экипажа во время длительных полетов. Такие машины смогут перевозить грузы, доставлять инструменты, раскладывать оборудование по местам и выполнять техническое обслуживание. Благодаря этому астронавты смогут тратить меньше времени на рутинные операции и больше заниматься научными исследованиями.
Разработчики создали детальную цифровую версию роботизированной руки, которая умеет точно перемещать предметы и работать с оборудованием в тесных помещениях. Разработчики могут проверять новые алгоритмы управления, изменять конфигурацию механизмов и оценивать эффективность различных сценариев работы.
Одной из особенностей проекта стала поддержка популярных инструментов ROS 2 и MuJoCo. Эти программы широко используются в робототехнике для создания программного обеспечения и моделирования движений. Благодаря совместимости инженерам не придется заново переписывать код при переходе между разными средами разработки.
Создатели также добавили специальный механизм переноса проектов из виртуального пространства на реальные устройства. Во время испытаний команда полностью разработала роботизированное приложение внутри симулятора, а затем запустила его на настоящем оборудовании исследовательского комплекса менее чем за сутки. Оказалось, что цифровая копия достаточно точно повторяет поведение физических систем.
По словам авторов работы, подобные решения важны для будущих миссий на Луну и в дальний космос. Во время многомесячных полетов экипажам придется регулярно выполнять обслуживание техники, проверять оборудование и перемещать различные грузы. Если часть обязанностей возьмут на себя автономные помощники, эффективность экспедиций заметно вырастет.
До появления этой платформы ученым приходилось работать с дорогим оборудованием или получать доступ к закрытым испытательным центрам. Сейчас исследователи получили инструмент, который можно использовать удаленно. По мнению специалистов NASA, новая платформа ускорит разработку роботов, которые будут работать на орбите, на Луне и во время будущих космических экспедиций.
