ESAの宇宙飛行士ルカパルミターノは、11月に国際宇宙ステーション(ISS)からローバーを指揮して歴史を築きました。 Analog-1実験の一部として、この偉業は「宇宙インターネット」コマンドインフラストラクチャと力フィードバック制御セットアップのおかげで可能になりました。これにより、パルミターノは8 km / s(28,800 km / h; 17,900 mph)の速度で地球を周回しながら、10,000 km(6,200 mi)離れたローバーを遠隔操作することができました。
ESAの多目的エンドツーエンドロボット操作ネットワーク(METERON)プログラムの一部であるこれらの実験は、ESAのヨーロッパ科学研究技術センター(ESTEC)の近くのオランダのファルケンブルグにある格納庫で行われました。 11月18日に行われた最初のテストでは、月の表面のような外観と感触を与えるように設計された障害物コースをローバーが案内するパルミターノが行われました。
このテストでは、高度な制御ネットワークと制御が検証され、宇宙飛行士に触覚を提供します。 11月25日に行われた2番目のテストでは、ローバーが全面的にシミュレートされた月の環境をナビゲートし、岩石のサンプルを拾って収集しました。このテストでは、遠隔操作ローバーが異星の世界の地質調査を実施する能力を評価しました。
ESAエンジニアとして、Analog-1テストキャンペーンを率いるKjetil Wormnesは、最近のESAプレスリリースで次のように述べています。
「ロボットを地球上のルカのアバターとして想像し、彼に視覚と触覚の両方を提供してください。ルカと遠隔地にいる科学者が環境を観察し、岩の上をクローズアップできるように、2つのカメラが搭載されています。1つは手のひらに、もう1つは操作可能な腕にあります。」
パルミターノは、Sigma 7フォースフィードバックデバイス(ユーザーに6自由度を与える)と1対のモニターを使用して、ローバーを狭い経路に案内し、3つの異なるサンプリングサイトに到達して分析用の岩石を選択しました。その間ずっと、ドイツのケルンにあるヨーロッパ宇宙飛行士センター(EAC)に拠点を置く地質学専門家のチームが彼と連絡を取り、どの岩が有望な研究対象であるかについて彼に助言しました。
この種の技術がISSで地上のロボットを制御するために使用されたのはこれが初めてでした。また、ESAが実施した、宇宙飛行士が地質学に慣れるために設計された以前のプロジェクトにも基づいています。 ESAの探査システムグループのMETERONプロジェクトリーダーであるジェシカグルノイオーは、次のように述べています。
「私たちは、パンゲアプログラムを通じてルカの以前のトレーニングから恩恵を受け、宇宙飛行士に地質学の実際的な経験を提供しました。乗組員と科学者の間で効率的な議論をするのに非常に役立ちました。」
ローバーとISS間の双方向制御リンクは、静止軌道(GSO)に配置された通信衛星のおかげで可能になりました。これらはParmitanoをEACとテストが行われた格納庫に接続し、待ち時間(またはタイムラグ)はわずか0.8秒でした。革命的なインターフェースのおかげで、ルカはロボットが地面に触れたり、岩を拾ったりするのを感じることができました。
これらの実験で使用されたMETERONハードウェアとソフトウェアは、オランダのノールトウェイクにあるESAのヒューマンロボットインタラクションラボによって開発されました。ドイツ航空宇宙センター(DLR)のロボット工学とメカトロニクス研究所がサポートを提供しました。この研究所は、制御ソフトウェアの統合と、システムのフィードバックを最適化して時間遅延を考慮に入れました。
HRIラボを率いるESAロボットエンジニアのThomas Krueger氏は次のように説明しています。
「この探索シナリオでは、比較的短い時間遅延を伴い、人間とロボットの相対的な利点を組み合わせることができました。複雑で非構造化された環境と意思決定に対処する能力を持つ人間と、できるロボット過酷な環境に対処し、オペレーターのコマンドを正確に実行します。
「力のフィードバックと直感的な制御でオペレーターのエクスペリエンスを向上させることにより、これまで不可能だったロボット制御タスクを実現可能にし、宇宙探査の新しい方法を開くことができます。ルカからのデータとフィードバックを分析して、彼のパフォーマンスの詳細を確認し、今後の探査計画を改善および準備できる場所を見つけることに熱心です。」
Analog-1の実験は、ISSを含む、次第に難しくなる一連のMETERONヒューマンロボットテストキャンペーンの最新のものです。最初のフォースフィードバックテスト(1自由度を含む)は、Haptics-1実験の一部として2015年に行われました。その後、2016年にDLRのKontur-2 2自由度実験が行われました。これらすべては、最新の6自由度実験で最高潮に達しました。
次のステップは、来年いつか行われ、月のような環境(現時点では未定)での屋外シミュレーションが含まれます。テストのこのフェーズでは、ローバーは、完全な月面ミッションにできる限り類似するように設計されたシナリオで、地元の岩石サンプルを収集して調べます。
ロボット探査機が近い将来に月と火星に送られると、METERONは、宇宙からの信号を地球からずっと送信する必要なく、宇宙飛行士が月のゲートウェイや火星のベースキャンプなどの軌道の生息地からそれらを制御できるようにします。この技術はまた、宇宙飛行士が到達できないアクセス不能な、または潜在的に危険な環境の調査を可能にします。
ESAの好意により、最新のAnalog-1テストのこのビデオも必ずチェックしてください。