Вчені створили нову комп’ютерну модель місячного пилу, яка надзвичайно точно відтворює його властивості. Інженери вважають, що вона допоможе у тренуванні роботів, які будуть автономно виконувати задачі, передані їм із Землі.
Збір місячного ґрунту
Вчені розробили модель реголіту, яка настільки добре імітує місячний пил, що може допомогти краще тренувати роботів для дослідження поверхні нашого природного супутника. Інструмент, розроблений дослідниками Бристольського університету на базі місцевої робототехнічної лабораторії, може також бути використаний для підготовки астронавтів до місячних місій.
Працюючи зі своїм галузевим партнером — британською компанією Thales Alenia Space, яка має особливий інтерес до створення робототехнічних систем для космічних застосувань — команда досліджувала віртуальну версію місячного пилу.
Місячний реголіт представляє особливий інтерес для майбутніх місій, запланованих на наступне десятиліття. З нього вчені потенційно можуть видобувати цінні ресурси — такі, як кисень, ракетне паливо або будівельні матеріали — для забезпечення довготривалої присутності людей на цьому небесному тілі.
Симуляція місячної реальності
Для збору реголіту дистанційно керовані роботи є більш практичними через менші ризики й витрати порівняно з польотом людини в космос. Однак керування ними на таких великих відстанях призводить до значних затримок у системі. Тепер, коли команда має симуляцію, подібну до реальності, вони можуть використовувати її для дзеркального відображення управління апаратами на Місяці. Такий підхід дозволяє операторам керувати роботом без затримок, забезпечуючи більш плавний та ефективний процес.
Це дослідження стало результатом попередньої роботи команди, яка виявила, що досвідчені оператори роботів хочуть тренуватися на своїх системах із поступово зростаючим ризиком і реалістичністю. Це означає, що вони починають із симуляції та продовжують використання фізичних макетів, перш ніж перейти до реальної системи. Точна симуляційна модель має вирішальне значення для навчання й розвитку довіри оператора до системи.
Хоча деякі особливо точні моделі місячного пилу були розроблені раніше, вони настільки детальні, що вимагають багато обчислювального часу. Це робить їх занадто повільними для плавного керування роботом. Дослідники з німецького аерокосмічного центру DLR розв’язали цю проблему, розробивши віртуальну модель реголіту, яка враховує його щільність, липкість і тертя, а також знижену гравітацію Місяця. Їхня модель становить інтерес для космічної галузі, оскільки вона не вимагає великих обчислювальних ресурсів, а отже, може бути запущена в реальному часі. Однак найкраще вона працює з невеликими кількостями місячного пилу.
«Ідеальна модель» для роботів
Метою команди з Брістоля було, по-перше, розширити модель, аби вона могла працювати з більшою кількістю реголіту, залишаючись при цьому достатньо легкою для роботи в режимі реального часу, а по-друге — перевірити її експериментально.
Основна увага вчених у цьому проєкті була зосереджена на покращенні користувацького досвіду для операторів цих систем та полегшення їхньої роботи. Вони почали з оригінальної віртуальної моделі реголіту, розробленої DLR, і модифікували її, щоб зробити більш масштабованою. Потім фахівці провели серію експериментів — наполовину в змодельованому середовищі, наполовину в реальному світі — та перевірили, чи поводиться віртуальний місячний пил так само, як його реальний аналог.
Оскільки ця модель є досить точною, масштабованою та легкою у вжитку в режимі реального часу, команда дослідників далі вивчатиме, чи можна її використовувати при керуванні роботами для збору реголіту. Вони також планують дослідити, чи можна розробити подібну систему для імітації марсіанського ґрунту, що може бути корисним для майбутніх дослідницьких місій або для підготовки вчених до роботи з матеріалами довгоочікуваної місії з повернення зразків із Марса.
За матеріалами: phys.org
Тільки найцікавіші новини та факти у нашому Telegram-каналі!
Долучайтеся: https://t.me/ustmagazine
