Na kampusie Uniwersytetu Colorado Boulder trwa wyjątkowy projekt, który może zmienić sposób, w jaki przyszli operatorzy będą sterować robotami na Księżycu. W jednym z biur uczelni, robot o nazwie „Armstrong” porusza się po wykładzinie, manipulując plastikowymi blokami przy pomocy chwytaka umieszczonego na ramieniu.
Choć ten niewielki pojazd daleki jest od spełniania standardów misji kosmicznych, jego zadanie nie polega na imponowaniu możliwościami, ale na umożliwieniu realistycznego szkolenia dla ludzi, którzy w przyszłości będą kierować podobnymi maszynami w znacznie trudniejszych warunkach. Armstrong sterowany jest przez studentów dzięki gogli VR i kamery zamontowanej na robocie. To nie tylko fascynujące doświadczenie, ale i najważniejszy krok w przygotowaniach do eksploracji pozaziemskiej.
Digital twin – wierne odwzorowanie rzeczywistości
Serce projektu stanowi technologia „digital twin”, czyli cyfrowego bliźniaka. Zespół studentów stworzył przy użyciu silnika Unity wirtualną replikę swojego biura, z dokładnym odwzorowaniem ścian, podłogi, mebli, a choćby czasu potrzebnego robotowi na przejazd danego odcinka. Dzięki temu możliwe było porównanie prędkości i zachowania robota w świecie rzeczywistym oraz w symulacji, a następnie ich dostosowanie.
Taka wierność odwzorowania nie jest przypadkowa – chodzi o stworzenie środowiska maksymalnie zbliżonego do realnych warunków, w jakich przyszli operatorzy będą działać, choćby na powierzchni Księżyca, gdzie warunki są ekstremalne, a każdy błąd może kosztować miliony dolarów.
Robot Armstrong Eksperyment: lepiej, szybciej i spokojniej
Między 2023 a 2024 rokiem przeprowadzono eksperyment z udziałem 24 uczestników, których zadaniem było operowanie robotem Armstrong w celu podniesienia i przesunięcia plastikowego bloku – symbolicznego odpowiednika jednej z anten planowanego systemu FarView. Część badanych mogła wcześniej ćwiczyć zadanie w cyfrowym bliźniaku biura.
Wyniki były jednoznaczne – osoby, które miały wcześniejszy kontakt z symulacją VR, wykonywały zadanie o 28% szybciej i zgłaszały mniejsze poczucie stresu. To dowód na to, iż realistyczne środowiska wirtualne mogą skutecznie przygotować operatorów do pracy z zaawansowanym sprzętem w warunkach pozaziemskich.
FarView i kooperacja robotów z astronautami
Projekt Armstrong wpisuje się w szerszy kontekst przygotowań do misji Artemis, prowadzonej przez NASA. Głównym celem jest stworzenie systemu FarView – ogromnego obserwatorium radiowego, które miałoby powstać z sieci 100 000 anten rozmieszczonych na powierzchni około 200 km² Księżyca. W odróżnieniu od programu Apollo, gdzie cała praca była wykonywana przez astronautów, Artemis zakłada ścisłą współpracę ludzi z robotami. Dobrze wyszkoleni operatorzy, którzy potrafią pracować z maszynami na odległość, będą kluczowi dla sukcesu misji, zwłaszcza w miejscach niedostępnych dla człowieka lub zbyt niebezpiecznych.
Projekt ma również wartość dydaktyczną. Studenci uczestniczący w badaniach nie tylko rozwijają umiejętności techniczne, ale także uczą się pracy zespołowej, analizowania danych i dostosowywania się do nieoczekiwanych wyzwań. Na przykład, podczas testów zauważono, iż uczestnicy często przypadkowo przewracali plastikowe bloki, zamiast je prawidłowo podnieść – wymusiło to zmiany w projekcie i pozwoliło lepiej dostosować robota do realnych zachowań ludzi. Takie doświadczenia mają ogromne znaczenie w kontekście inżynierii kosmicznej, gdzie błędy mogą być bardzo kosztowne.
Księżycowy pył i nowe wyzwania
Kolejnym etapem projektu będzie stworzenie cyfrowego odpowiednika środowiska księżycowego, w tym uwzględnienie charakterystyki pyłu księżycowego. Zespół pracuje nad tym we współpracy z firmą Lunar Outpost, która specjalizuje się w technologiach kosmicznych. Symulowanie zachowania księżycowego pyłu – który może zakłócać działanie sensorów czy optyki kamer – to jedno z największych wyzwań. Pył ten nie tylko różni się od ziemskiego, ale też jego wpływ na elektronikę i mechanikę przez cały czas nie jest w pełni poznany, co wymaga zaawansowanych modeli i testów.
- Sprawdź także: Robot kontra człowiek na korcie. Kto wygra pojedynek w badmintonie?
Choć projekt Armstrong dopiero się rozwija, jego rezultaty mogą mieć najważniejsze znaczenie dla przyszłości eksploracji kosmosu. Szkolenie operatorów w środowiskach VR może ograniczyć liczbę błędów, skrócić czas adaptacji do pracy w warunkach pozaziemskich i obniżyć koszty związane z testowaniem drogich urządzeń. Dzięki takim inicjatywom jak ta z CU Boulder, nauka, technologia i edukacja spotykają się w jednym miejscu, przygotowując ludzkość do kolejnego wielkiego kroku w kosmos.
Źródło: sciencedirect.com
