Tällaiset muotoa muuttavat robotit voisivat olla juuri sitä, mitä tarvitsemme tutkiaksemme Titania
Mitä tulee avaruustutkimukseen, suurimman osan työstä tekevät robotit. Tämä suuntaus jatkuu, kun lähetämme tehtäviä maailmojen pinnoille yhä syvemmälle aurinkokuntaan. Mutta jotta robotit olisivat tehokkaita haastavissa ympäristöissä, joita meidän on tutkittava – kuten Saturnuksen kuu Titan – tarvitsemme tehokkaampia robotteja.
NASAn kehittämä uusi robotti voisi olla seuraava askel robottitutkimuksessa.
Saturnuksen kuu Titan on minkä tahansa planeettatieteilijän luettelossa mahdollisista tutkimuskohteista. Mutta minkä tahansa tehtävän Titanille on taisteltava ympäristön kanssa, joka poikkeaa muista: kylmät lämpötilat, kryovulkaanit , luolat ja nestemäisten hiilivetyjen järvet ja meret – ja sateet. Siinä ympäristössä MSL Curiosity -tyylinen rover joutuisi kamppailemaan.
NASA, aina tulevaisuuteen katsova virasto, työskentelee jotain, joka voisi vastata Titanin haasteisiin: muotoa muuttavaa robottia, joka koostuu useista pienemmistä roboteista, jotka voivat koota itsekseen.
Käytännöllisyyden vuoksi he kutsuvat sitä Shapeshifteriksi.
Shapeshifter ei ole yksi robotti, vaan useita. He kutsuvat niitä 'koboteiksi', ja yksittäiset kobotit voivat lentää, kiertyä maassa ja uida veden alla. Tämä tekee Shapeshifteristä hyvin sopivan tutkimaan Titania, aurinkokunnan ainoaa maailmaa, jonka pinnalla on nestettä.
Tämän taiteilijan kuvassa siitä, kuinka Shapeshifter voisi toimia Titanilla, robotti jakautuu yksittäisiksi roboteiksi, jotka voivat tutkia vesiputousta ilmasta. Kuvan ansiot: NASA/JPL-Caltech/Marilynn Flynn
Robotiikkateknologi Ali Agha on JPL:n Shapeshifterin päätutkija. Jonkin sisällä Lehdistötiedote Hän sanoi: 'Meillä on hyvin vähän tietoa pinnan kallioisen maaston koostumuksesta, metaanijärvistä, kryotulivuorista - meillä on mahdollisesti nämä kaikki, mutta emme tiedä varmasti. Joten mietimme, kuinka luoda järjestelmä, joka on monipuolinen ja pystyy kulkemaan erityyppisissä maastoissa, mutta myös riittävän kompakti raketin laukaisuun.
Shapeshifterin takana olevaan tiimiin kuuluu tutkijoita Stanfordin ja Cornellin yliopistoista. Kun he kehittivät konseptin itsekokoavasta robotista, joka koostuu pienemmistä roboteista, he antoivat heille nimen 'kobotit'. Kun yksittäiset kobotit yhdistyvät yhdeksi, prototyyppi rullaa pitkin pintaa kuin eräänlainen valtava hamsterin pyörä. Kun tehtävä vaatii, yksittäiset kobotit voivat erota kokonaisuudesta ja lentää tai uida kohteisiinsa. Ainakin näin se kuvitellaan tässä varhaisessa, JPL:ssä testattavassa 3D-painetussa prototyypissä.
Tällä hetkellä testattava Shapeshifterin versio on puoliautonominen, mutta jos idea toteutuu, sen on koottava itse itsensä, odottamatta yksittäisiä ohjeita maapallolta. Tekoälyn ja robotiikan kehityksen myötä se on luultavasti aivan nurkan takana.
Esimerkki pienistä roboteista, jotka muodostavat Shapeshifterin. Koboteiksi kutsutuissa niissä on potkuri lentämistä varten, ja ne voivat yhdistyä muodostamaan pallon, joka pyörii maassa säästääkseen energiaa. Kuvan ansiot: NASA/JPL-Caltech
Shapeshifteriä kehitetään alle NASAn innovatiiviset edistyneet konseptit (NIAC) ohjelmaan. NIAC tarjoaa vaiheittaista rahoitusta edistyneille, visionäärisille konsepteille, jotka ottavat vastaan futuristisia ideoita ja ruokkivat niitä käytännöllisyyteen. NIAC on takana Titan sukellusvene , Triton Hopper ja muita projekteja.
NASAn Innovative Advanced Concepts (NIAC) on myös Titan Submarinen (vasemmalla) ja Triton Hopperin (oikealla) takana. Kuvan tekijät: Vasemmalla: NASA. Oikealla: NASA/S. Olesen
Vaikka Shapeshifter on tällä hetkellä vain 3D-tulostettu käsitteellinen kone, se on selvä osoitus robottitutkimuksen suunnasta. Tässä lähestymistavassa on monipuolisuutta, joka sopii hyvin etäisten paikkojen, kuten Titanin, tutkimiseen. Tämän usean botin monipuolisuuden rinnalla on mahdollisuus eräänlaiseen sisäänrakennettuun redundanssiin: jos yksi kobot jostain syystä ei toimi tai ei toimi, se ei välttämättä uhkaa koko tehtävää.
Shapeshifter ei olisi yksin Titanilla. Se olisi osa suurempaa tehtäväsuunnittelua, joka sisältää emoaluksen. Emolaiva olisi pinnalla ja voisi toimia energialähteenä Shapeshifterille. Koska Titanin ilmakehä on niin tiheä ja sumuinen ja se on niin kaukana Auringosta, Titanin tehtävää voisi todennäköisesti käyttää radioisotooppilämpögeneraattori (RTG.) Pienet kobotit olisivat todennäköisesti akkukäyttöisiä ja latautuisivat emoaluksen mukana tulevalla RTG:llä.
Mutta pienemmät kobotit tukisivat myös emoalusta. Koska Titanin ilmakehä on niin tiheä, lento on helpompaa kuin täällä maan päällä. Päätutkija Ali Agha sanoo, että kobotit voisivat työskennellä yhdessä nostaakseen emoaluksen ja kuljettaakseen sen uusiin paikkoihin. Se vain lisäisi Shapeshifterin monipuolisuutta.
'Usein on niin, että jotkin vaikeimmista paikoista ovat tieteellisesti mielenkiintoisimpia, koska he ovat ehkä nuorimpia tai ne ovat alueella, jota ei ole luonnehdittu hyvin kiertoradalta', sanoi Jason Hofgartner, JPL:n johtaja. Shapeshifterin tiedemies. 'Shapeshifterin huomattava monipuolisuus mahdollistaa pääsyn kaikkiin näihin tieteellisesti kiinnostaviin paikkoihin.'
Agha laskee, että 10 kobottia voisi helposti nostaa laskeutujan kokoisen Huygens (noin 9 jalkaa eli 3 metriä leveä) ja kanna sitä varovasti eri paikkoihin.
NASAn Dragonfly-tehtävä Titaniin hyödyntää kuun paksua ilmakehää lentääkseen eri paikkoihin. Tässä kuvassa Dragonfly-helikopteridroni laskeutuu Titanin pinnalle. Kuva: NASA
NASA on jo ilmoittanut tehtävästään Titaniin Sudenkorento roottorialukset. Dragonfly ei osaa uida, mutta se voi lentää eri paikkoihin ja tehdä ilmamittauksia sekä suorittaa pintaoperaatioita. Tämän tyyppinen monipuolisuus sopii ihanteellisesti Titaniin tutkimiseen, ja Shapeshifter on vielä monipuolisempi.
On liian aikaista sanoa, onko Shapeshifter tai jotain vastaavaa seuraava suunniteltu tehtävä Titanille. Mutta ei ole yllättävää, jos eräänä päivänä Shapeshifteristä polveutuva robotti kiertää Titanin lentäen, rullaamalla ja uimalla.