Новая реалистичная компьютерная модель поможет роботам собирать лунную пыль

Новая компьютерная модель настолько хорошо имитирует лунную пыль, что может привести к более плавным и безопасным удаленным операциям лунных роботов.

Инструмент, разработанный исследователями из Бристольского университета и Бристольской лаборатории робототехники, может быть использован для подготовки астронавтов перед лунными миссиями.

Работая с промышленным партнером, британской компанией Thales Alenia Space, которая заинтересована в создании работающих роботизированных систем для космического применения, команда исследовала виртуальную версию реголита — другого названия лунной пыли.

Лунный реголит представляет особый интерес для предстоящих исследовательских миссий на Луне, запланированных на ближайшее десятилетие. Из него ученые могут извлечь ценные ресурсы, такие как кислород, ракетное топливо или строительные материалы, необходимые для долгосрочного пребывания на Луне.

Для сбора реголита практичным выбором становятся дистанционно управляемые роботы, поскольку их риск и стоимость ниже, чем стоимость полета человека в космос. Однако управление роботами на таких больших расстояниях вносит значительные задержки в систему, что усложняет управление ими.

Теперь, когда команда знает, что симуляция ведет себя аналогично реальности, они могут использовать ее для зеркального отражения управления роботом на Луне. Такой подход позволяет операторам управлять роботом без задержек, обеспечивая более плавный и эффективный опыт.

Ведущий автор Джо Лоука, работающий в Бристольской школе инженерной математики и технологий, пояснил:

Мы хотим убедиться, что виртуальная версия лунной пыли ведет себя так же, как и настоящая, и если мы будем использовать ее для управления роботом на Луне, то она будет вести себя так, как мы ожидаем.

Эта модель точная, масштабируемая и легкая, поэтому ее можно использовать для поддержки предстоящих миссий по исследованию Луны.

Данное исследование стало продолжением предыдущей работы команды, в ходе которой выяснилось, что эксперты-операторы роботов хотят тренироваться на своих системах с постепенным увеличением риска и реалистичности. Это означает, что нужно начинать с симуляции и использовать физические макеты, а затем переходить к использованию реальной системы. Точная имитационная модель имеет решающее значение для обучения и развития доверия оператора к системе.

Хотя ранее уже были разработаны некоторые особо точные модели лунной пыли, они настолько детальны, что требуют много вычислительного времени, что делает их слишком медленными для плавного управления роботом. Исследователи из Немецкого аэрокосмического центра (DLR) решили эту проблему, разработав виртуальную модель реголита, учитывающую его плотность, липкость и трение, а также пониженную гравитацию Луны. Их модель представляет интерес для космической промышленности, поскольку не требует больших вычислительных ресурсов и, следовательно, может работать в режиме реального времени. Однако лучше всего она работает с небольшими количествами лунной пыли.

Целью бристольской команды было, во-первых, расширить модель, чтобы она могла работать с большим количеством реголита, оставаясь при этом достаточно легкой для работы в режиме реального времени, а затем проверить ее экспериментально.

Джо Лоука добавил:

На протяжении всего проекта мы уделяли основное внимание улучшению пользовательского опыта операторов этих систем — как мы можем облегчить их работу?

Мы начали с оригинальной виртуальной модели реголита, разработанной DLR, и модифицировали ее, чтобы сделать более масштабируемой.

Затем мы провели серию экспериментов — половину в симулированной среде, половину в реальном мире — чтобы определить, ведет ли себя виртуальная лунная пыль так же, как ее реальный аналог.

Поскольку эта модель реголита многообещающе точна, масштабируема и достаточно легка для использования в режиме реального времени, команда будет изучать, можно ли использовать ее при управлении роботами для сбора реголита.

Они также планируют изучить возможность разработки аналогичной системы для моделирования марсианского грунта, что может быть полезно для будущих исследовательских миссий или для обучения ученых работе с материалами, полученными в ходе долгожданной миссии Mars Sample Return.

22.02.2024


Подписаться в Telegram



Космос

Телескоп Уэбб снял столкновение астероидов в соседней звездной системе
Телескоп Уэбб снял столкновение астероидов в соседней звездной системе

Астрономы запечатлели массивное столкновение г...

ESA: Первые снимки Евклида показали миллиарды осиротевших звезд
ESA: Первые снимки Евклида показали миллиарды осиротевших звезд

Первые научные снимки, сделанные спутником Euc...

Nature Astronomy: Открыта планета с плотностью сахарной ваты
Nature Astronomy: Открыта планета с плотностью сахарной ваты

Международная команда под руководством ис...

Nature: Исследование объяснит, почему на Венере нет воды
Nature: Исследование объяснит, почему на Венере нет воды

Ученые-планетологи из Университета Колора...

EGU: 41 000 лет назад атмосферу Земли пронзили космические лучи
EGU: 41 000 лет назад атмосферу Земли пронзили космические лучи

Магнитное поле Земли защищает нашу планету от&...

«Литнет» выяснил, что привлекает читателей в книгах о космосе
«Литнет» выяснил, что привлекает читателей в книгах о космосе

Тайны Вселенной не перестают привлекать л...

Освоение космоса: остановить нельзя развивать
Освоение космоса: остановить нельзя развивать

За последнее десятилетие человечество стало св...

ALMA обнаружил тень квазара, который застал Вселенную моложе миллиарда лет
ALMA обнаружил тень квазара, который застал Вселенную моложе миллиарда лет

Теоретические предсказания подтвердились благо...

Планета размером с Землю обнаружена на «заднем дворе» нашего Солнца
Планета размером с Землю обнаружена на «заднем дворе» нашего Солнца

Группа астрономов обнаружила планету, которая ...

MNRAS: Раскрыты секреты "горячего Сатурна" и его пятнистой звезды
MNRAS: Раскрыты секреты "горячего Сатурна" и его пятнистой звезды

Группа астрономов под руководством ученых...

Science Advances: Открыт загадочный компонент кислотных облаков Венеры
Science Advances: Открыт загадочный компонент кислотных облаков Венеры

Из чего состоят облака Венеры? Ученые знают, ч...

MNRAS: Нептун и Уран действительно похожи
MNRAS: Нептун и Уран действительно похожи

Нептун известен как насыщенный голубой, а...

Nature Geoscience: Ученые возвестили начало лунного антропоцена
Nature Geoscience: Ученые возвестили начало лунного антропоцена

Впервые люди потревожили лунную пыль 13 сентяб...

PNAS: Есть ли признаки жизни на холодной луне Сатурна?
PNAS: Есть ли признаки жизни на холодной луне Сатурна?

По мере развития астрофизических технологий и&...

Nature: Водород в лунных образцах дает новую надежду на освоение космоса
Nature: Водород в лунных образцах дает новую надежду на освоение космоса

Исследователи Военно-морской исследовательской...

NASA: Уэбб обнаружил новые объекты в центре Млечного Пути
NASA: Уэбб обнаружил новые объекты в центре Млечного Пути

На последнем снимке космического телескопа НАС...

Nature Synthesis: Иммиграция на Марс становится реальнее
Nature Synthesis: Иммиграция на Марс становится реальнее

Иммиграция на Марс и жизнь на н...

На космической рождественской елке нашли 14 транзитных объектов
На космической рождественской елке нашли 14 транзитных объектов

Международная группа ученых под руководст...

The Astrophysical Journal: Богатые газом галактики зажгли раннюю Вселенную
The Astrophysical Journal: Богатые газом галактики зажгли раннюю Вселенную

Новые изображения, полученные с помощью к...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Biology Methods and Protocols: В борьбу с раком бросают искусственный интеллект
Biology Methods and Protocols: В борьбу с раком бросают искусственный интеллект
JCI: Тяжелая форма COVID-19, возможно, связана с аутоантителами
JCI: Тяжелая форма COVID-19, возможно, связана с аутоантителами
Разгадана тайна снижения производительности перспективного катодного материала
Разгадана тайна снижения производительности перспективного катодного материала
Каждый четвертый родитель говорит, что ребенок не может уснуть из-за тревоги
Каждый четвертый родитель говорит, что ребенок не может уснуть из-за тревоги
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения
Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи
Scientific Reports: Реакция на происходящее влияет на понимание будущих событий
Scientific Reports: Реакция на происходящее влияет на понимание будущих событий
IEEE: Экзоскелет поможет перенесшим инсульт вернуться к нормальной жизни
IEEE: Экзоскелет поможет перенесшим инсульт вернуться к нормальной жизни
Богатый белком рацион меняет микробиом кишечника и общее состояние организма
Богатый белком рацион меняет микробиом кишечника и общее состояние организма

Новости компаний, релизы

Биохимики СПбГУ выяснили, что гипоксия плода в сочетании со стрессом матери может приводить к никотиновой зависимости
Новая "Кантиана" поможет студентам быстрее адаптироваться к калининградскому климату
Российские ученые предложили тушить пожары с помощью газогидратного огнетушителя
Минералоги СПбГУ нашли на острове Диско возможный источник фосфора для возникновения первых живых организмов
Московский Политех внедряет ИИ для повышения эффективности приемной кампании и трансформации обучения