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Credits: NASA's Langley Research Center

Introduzione

I robot che assemblano un campo di array solari sulla superficie della Luna possono sembrare fantascienza, ma è una visione verso cui un team di ricercatori di robotica della NASA si sta impegnando a realizzare.

Modular robotics

Attualmente, i sistemi robotici sono progettati per essere adatti a compiti specifici e richiedono costi di ingegneria importanti. La modular robotics è un nuovo paradigma in grado di ridurre drasticamente tali costi. Il progetto Assemblers, una proposta di Early Career Initiative (ECI) recentemente premiata, condotta dal Langley Research Center della NASA, cerca di far avanzare la tecnologia, compresi hardware e software, che consentirebbe un assemblaggio autonomo nello spazio, una tecnologia fondamentale per la futura esplorazione umana e per essere in grado di vivere e lavorare ulteriormente sulla Luna e su Marte .

“L’obiettivo del progetto è aumentare il livello di prontezza della tecnologia per il robot modulare, assemblaggio nello spazio autonomo e sviluppare un prototipo robotico per la sperimentazione a terra“, ha affermato James Neilan, ricercatore principale.

Il prototipo sarà un sistema di manipolazione autonoma modulare che utilizza piattaforme che si impilano fino a qualsiasi dimensione per consentire configurazioni multiple per assemblare componenti nello spazio. Utilizzerà il software di gestione delle attività per consentire ai robot varie configurazioni e capacità di lavorare insieme. C’è anche un componente di rilevamento e configurazione degli errori che potrebbe essere utilizzato durante e dopo una build per identificare e risolvere eventuali problemi.

Un sistema riutilizzabile come gli assemblatori ridurrebbe il rischio e ridurrebbe la massa perché il sistema sarebbe già in atto e solo i materiali dovrebbero essere inviati per distribuire qualcosa come gli array solari. “Offre opzioni“, ha aggiunto Neilan.

Credits: NASA’s Langley Research Center

Un direttore di cantiere robotizzato

I robot degli assemblatori sono costituiti da piattaforme sovrapposte dotate di attuatori che forniscono 6 gradi di libertà di movimento tra due basi e sensori che forniscono feedback su dove si trovano i componenti. 

Il team sta lavorando su algoritmi per software in modo che i robot possano scegliere quante piattaforme impilare e lo strumento giusto per svolgere l’attività. Calcolerebbe anche le traiettorie in conflitto e identificare e correggere eventuali errori durante il processo di compilazione.

Pensala come un direttore di cantiere qui sulla Terra. Quella persona gestisce i materiali e le persone che fanno il lavoro. Stiamo cercando un software per farlo con robot e strumenti“, ha affermato Iok Wong, responsabile dell’architettura e dell’integrazione robotiche.

Il software di gestione delle attività e di rilevamento degli errori può essere utilizzato anche sulla Terra, non solo per applicazioni basate sullo spazio. Una potenziale applicazione è l’agricoltura: raccogliere roboticamente i prodotti è un lavoro delicato che potrebbe essere perfezionato attraverso i progressi nell’apprendimento automatico. Un altro esempio è l’utilizzo dei robot per esplorare nuovi ambienti prima di inviare umani – sulla Terra o altrove.

In cerca di collaborazione

Il team sta lavorando con diversi partner, tra cui Virginia Tech e Honeybee Robotics. Aggiungeranno stagisti al loro team e collaboreranno con esperti in materia che hanno precedentemente sviluppato hardware e software che possono essere incorporati negli assemblatori.

Il premio ECI fornisce $ 2,5 milioni in due anni per consentire al team di riunire un sistema coeso dai pezzi che sono stati incubati nel tempo, riempire i pezzi mancanti e maturare la tecnologia. Inoltre, consente ai dipendenti ad inizio carriera di acquisire esperienza di gestione utilizzando un sistema “agile“, contribuendo a trasformare il modo in cui la NASA gestisce i progetti per consentire il lavoro negli “sprint” con piccoli check-in regolari anziché revisioni più grandi.

La NASA continua a consentire a promettenti tecnologi selezionando le proposte per l’ICE. I progetti ECI sono sforzi autonomi e pratici da parte di piccoli team guidati da e principalmente composti da impiegati nelle prime carriere della NASA. Questi team sviluppano tecnologie trasformative per le sfide ad alta priorità per l’agenzia mentre procede con il prossimo passo nell’esplorazione umana: il Programma Artemis, che consentirà l’esplorazione sostenibile della Luna e porterà all’esplorazione umana di Marte. Il finanziamento è fornito dalla direzione della missione spaziale della NASA .