От летающих космических пчел-андроидов до автономной подводной лодки в другом мире, мы представляем роботов, которые могут навсегда изменить исследование космоса.
1 RoboBees
Если мы когда-нибудь колонизируем отдаленные миры, такие как Марс, то в настоящее время мы думаем, что нам нужно будет выращивать растения, чтобы создать устойчивую колонию.
На Земле растения опыляются пчелами, но в мире, где такой жизни не существует, проблема заключается в том, как растения будут распространять свою пыльцу и, в свою очередь, производить фрукты и семена?
Возможно, эта роль выпадет не на живые организмы, а на крошечных андроидов. Вполне возможно, что будущим исследователям космоса не нужно смотреть дальше, чем RoboBees, разработанный Гарвардской школой инженерных и прикладных наук. Эти крошечные роботы смогут опылять внеземное поле сельскохозяйственных культур без участия человека, отнимая трудоемкий процесс ручного опыления.
Эти крошечные андроиды могли опылять растения внеземной колонии
Здесь, на Земле, исследователи доказали, что робо-пчелы, размеры которых почти идентичны обычным пчелам, способны успешно летать. Крошечные крылья используют для перемещения крыльев искусственные мышцы в виде пьезоэлектрических материалов. Это означает, что они могли тогда транспортировать пыльцу от заводов. Каждый RoboBee весит крошечные 0, 5 грамма (0, 02 унции), что означает, что сотни или даже тысячи могут быть взяты на будущую миссию в космос, не занимая слишком много места. В то время как ученые Гарварда еще не объявили о планах начать разработку RoboBees для использования в космосе, другие уже могут видеть потенциал такой роевой робототехники.
Исследователи опубликовали статью о проблемах и применениях роевой робототехники в Международном журнале инженерии и компьютерных наук. Он размышляет о будущем человеческой цивилизации и о том, будут ли миниатюрные роботы использоваться в колониях для создания подходящей среды обитания для сельского хозяйства.
2 Android пионер
Валькирия - это робот, предназначенный для того, чтобы однажды поработать в другом мире, как предшественник исследователей-людей. Прототип примерно такого же роста, как человек, но весит довольно здоровенные 130 килограммов (287 фунтов). Набор камер позволяет ему ходить в вертикальном положении и держать инструменты, в то время как рюкзак означает, что он может бродить и оставаться включенным без необходимости оставаться подключенным к источнику питания.
Используя конструкцию, похожую на человека, команда робота говорит, что он будет способен преодолевать труднопроходимую местность, такую как на Марсе, и может с легкостью исследовать образцы, такие как камни.
Он обладает 44 степенями свободы, помогая ему максимально близко имитировать действия человека, в то время как его руки могут двигаться, вращаться и хвататься. Возможно, его лучшая особенность в том, что он может заменить свои конечности, за считанные минуты меняя любые изворотливые руки.
Если этот робот НАСА пробьется, первый гигантский прыжок на Красной планете будет для гуманоидного робота.
По общему признанию, роботу еще предстоит пройти долгий путь, чтобы считаться жизнеспособным будущим исследователем космоса. Он находится на самых ранних стадиях и должен быть в конечном счете автономным, намного более легким и также намного более способным. Тем не менее, возможность таких роботов исследовать опасные места, в которые люди не могут ступить, пока ясно.
3 летающих тренировочных робота
Поклонники «Звездных войн» могут вспомнить «Эпизод IV: Новая надежда», когда Люк Скайуокер готовится стать джедаем, защищая себя световым мечом от плавающих шаров, запускающих лазеры.
Ну, это именно то, на чем основаны эти роботы. Три из этих сферических спутников размером с шар для боулинга используются внутри МКС для проверки автономных маневров сближения и стыковки космических кораблей. Внутри МКС СФЕРЫ могут свободно летать, преодолевать препятствия, встречаться друг с другом и многое другое. У каждого робота есть свои мощности, двигатели, компьютеры и навигационное оборудование. Они измеряют около 25 сантиметров (9, 8 дюймов) в диаметре и используют 12 двигателей углекислого газа, чтобы облетать кабину.
Роботы, вдохновленные «Звездными войнами», которые будут тестировать космические корабли на МКС
НАСА планирует обновить каждый из них с помощью смартфона, на котором установлено новое программное обеспечение Google для трехмерного картирования Project Tango. Благодаря этому они смогут работать на МКС быстрее, чем их максимальная скорость 2, 5 сантиметра (один дюйм) в секунду. Есть надежда, что роботы смогут выполнять обычные задачи за пределами МКС, чтобы спасти космонавтов от выхода в открытый космос.
4 Робонавт 2
Одним из самых известных космических роботов из всех, несомненно, является Robonaut 2. НАСА. Этот человекоподобный робот в настоящее время проживает на МКС, и его конечная цель - работать с космонавтами не только внутри космической станции, но также и вне ее в космических походах., Однако пока робот ограничен операциями внутри МКС, поскольку ему не хватает адекватной защиты для работы в холодном космическом вакууме. Он был разработан с огромным уровнем ловкости. Более 350 датчиков предоставляют информацию о его окружении, в то время как его руки могут двигаться до двух метров (семь футов) в секунду. На данный момент робот управляется посредством телеприсутствия (его контролирует либо наземный контроллер, либо член экипажа МКС), но в конечном итоге это будет полностью автономная машина.
Начиная с туловища, рук и головы, Robonaut 2 теперь имеет набор ножек
Ранее в этом году НАСА отправило пару ног, которые космонавты на МКС прикрепят к Robonaut 2. Эти дополнительные конечности позволят ему прикрепляться к поручням и жгутам на МКС, как это делают астронавты, чтобы оставаться в безопасности при работе со станционной техникой.
5 Робот-механик с дистанционным управлением
Чтобы опробовать новые впечатляющие разработки в области технологий дистанционного управления, Немецкий аэрокосмический центр (DLR) разрабатывает Justin для ESA, андроида, которым вскоре будут управлять астронавты на МКС издалека. Джастин имеет четыре колеса, две руки, весит около 200 кг (440 фунтов) и примерно такого же роста, как обычный человек.
Это человекоподобный робот с легкими сочлененными руками и двумя руками с четырьмя пальцами. Это делает его идеальным для проведения экспериментов в негостеприимных местах. На МКС система дистанционного движения позволит космонавту двигаться, в свою очередь перемещая робота таким же образом. Таким образом, космонавт сможет управлять роботом на земле.
Этот немецкий андроид однажды будет использоваться для ремонта спутников
Telerobotics - одна из самых захватывающих сфер робототехники, которой еще предстоит по-настоящему воспользоваться. Он включает в себя использование пультов дистанционного управления для маневрирования удаленного робота. Например, будущему астронавту, работающему на марсианской орбите, может быть поручено управлять роботом на поверхности, устраняя примерно 16-минутную задержку, которая могла бы возникнуть, если бы он находился под контролем здесь, на Земле.
Тем не менее, Джастину не нужен человеческий астронавт для работы - эта мобильная платформа будет иметь большой радиус действия и при необходимости может работать автономно. Робот оснащен независимыми колесами, которые работают в равновесии с верхней частью тела, чтобы обеспечить прочную основу. У него есть датчики и камеры, которые могут создавать трехмерные реконструкции окружающей среды, поэтому он может работать даже без участия человека. Джастин планируется контролировать с МКС в конце этого года. В будущем планируется иметь свободно плавающую версию в космосе, которую астронавты могут использовать для фиксации спутников, а гораздо дальше - такие роботы, как Джастин, позволят нам исследовать такие миры, как Луна и Марс, с орбиты.
6 X1 экзоскелет
Сегодня на МКС тренируются космонавты, используя ряд машин, которые сопротивляются их движению, или бегая на своего рода беговой дорожке. Робот-экзоскелет НАСА X1, однако, станет новым тренажером, который может работать в прямом контрасте с супергероем Железным Человеком. Там, где костюм Тони Старка придает ему сверхчеловеческую силу и движение, X1 будет использоваться, чтобы помочь астронавтам оставаться здоровыми в космосе, предоставляя им резистивный костюм, против которого они могут двигаться.
Костюм «железный человек», предназначенный для Марса (нажмите, чтобы увеличить)
Он имеет четыре моторизованных сустава на бедрах и коленях и шесть пассивных суставов для боковых, поворотных и указывающих ног. Одно из главных преимуществ этой системы, вдохновленной Robonaut 2, по сравнению с существующими космическими тренажерами, заключается в том, что она намного меньше. Это означает, что, возможно, в будущих миссиях на Марс, он может обеспечить астронавтов в ограниченном пространстве портативным тренажером. Его функции блокировки движения также могут быть обращены вспять. Это может дать астронавту на поверхности Марса, например, сверхчеловеческую силу, предоставленную Железному Человеку. Однажды та же самая технология может быть применена, чтобы помочь парализованным людям ходить по Земле снова.
7 Киробо
Представьте себе будущее, в котором всего один человек-космонавт путешествует с миссией на Марс, но они не одиноки - с ними робот, который может разговаривать и вести себя как человек, удерживая единую человеческую компанию во время работы.
Это будущее, к которому стремится Токийский университет со своим Android Kirobo. Маленький спутник-робот прибыл на МКС 9 августа 2013 года, и 7 ноября, когда астронавт JAXA Коити Ваката прибыл, ученые проверили его способности к разговору.
Этот говорящий робот мог держать компанию одиноких космонавтов
Робот, весящий всего один килограмм (2, 2 фунта), обладает возможностями, которые включают распознавание голоса и речи и даже способность распознавать лица. - Как ты попал сюда в космос, Киробо? спросил Ваката на японском во время испытания, это единственный язык, на котором говорит робот. «На Кунотори из Танегасимы», - ответил робот. Это относится к транспортному средству, которое доставило робота на станцию Kounotori 4, а также к месту запуска космического центра Tanegashima в Японии. Пока это примитивный разговор, благодаря постоянным исследованиям ученые надеются однажды разработать говорящих роботов, которые могут держать компанию астронавтов в миссиях.
8 Альпинист, вдохновленный природой
Размышляя об оптимальной конструкции робота космического полета, геккон, вероятно, не первое, что приходит на ум. Но это именно то, над чем ESA работает с Abigaille, роботом, который имитирует липкость ног ящерицы при работе в космосе. Исследователи обнаружили, что сухая клейкость лапки геккона работает даже в космическом вакууме, что приводит их к созданию маленького робота.
Будет ли этот космический геккон однажды карабкаться вокруг спутников?
У Абигайль на ногах крошечные волоски размером около 100–200 нанометров (для сравнения, человеческий волос имеет диаметр 100 000 нанометров), которые прилипают к поверхностям. В этом масштабе волоскам даже удается вызвать атомные взаимодействия с любой поверхностью, с которой они встречаются. Это позволяет каждому из шести футов прилипать и удерживаться на поверхностях без каких-либо изнурительных эффектов, которые сопровождают использование других инструментов, таких как лента или магниты. Есть надежда, что в будущем маленький автомобиль будет использоваться для ползания по внешней поверхности спутников и космических кораблей. Это позволило бы Abigaille выполнять ремонт или другие задачи в течение длительного времени, даже не требуя обслуживания со стороны оператора-космонавта.
9. Титан воздушная дочь
Титан, пожалуй, самое желанное место в Солнечной системе, которое хотят посетить космические ученые, поскольку это самый похожий на Землю мир в пределах нашей досягаемости. С жидкими озерами на поверхности, климатической системой и даже густой атмосферой эксперты во всем мире требуют миссии на гигантскую луну Сатурна, чтобы продвинуться к новаторскому, но краткому визиту зонда Гюйгенса, сделанного на его поверхность в 2005 году.
Этот автономный робот, который может однажды исследовать небо луны Сатурна (нажмите, чтобы увеличить)
Сделайте шаг вперед - «Дочернее воздушное судно Титана», предложение в программе НАСА «Инновационные передовые концепции» (NIAC). Миссия будет включать в себя отправку небольшого беспилотника Quadcopter на Титан с материнским кораблем, а затем беспилотник должен летать над поверхностью этого захватывающего мира. Дрон сможет работать в воздухе, а также приземляться на землю, чтобы взять образцы. Когда у него, наконец, кончится топливо, он вернется на свой корабль для перезарядки. Машина также будет автономной, а это означает, что контролерам на Земле не нужно будет постоянно давать ей команды, такие как марсоходы. Вместо этого его можно оставить на один день на свои устройства, прежде чем отправлять все данные, собранные им, с материнского корабля на Землю.
В своем предложении исследователи добавляют, что те же автономные возможности, которые необходимо разработать для этой миссии, могут быть применимы к будущим исследовательским миссиям на Марсе или даже на спутнике Сатурна Энцелад.
Несмотря на то, что нет точной даты, когда эта концепция может появиться, любители освоения космоса по всему миру будут надеяться, что в конце концов она увидит свет.
10 Титан Подводная Лодка
Возможно, в будущем, в то время как дрон бродит над Титаном над головой, подводная лодка будет одновременно исследовать самое большое озеро на поверхности этой очаровательной луны. Еще одно предложение для программы NIAC, это автономное транспортное средство будет сосредоточено на исследовании глубин морей Титана. Они состоят не из воды, а из жидких углеводородов, что заставляет многих задуматься над тем, что скрыто в их глубинах.
Эта внеземная субмарина могла раскрыть тайны климата Титана
Миссия разработана в качестве преемника для обитающего на поверхности спускаемого аппарата, такого как «Титан Маре Эксплорер» (TiME), отдельно предложенной лодки, которая будет плавать по морям Титана. Цель, Кракен Маре, имеет протяженность более 1000 километров (621 миль) и, как полагают, имеет глубину около 300 метров (984 фута). Основной целью было бы узнать, из чего состоят моря и что в них, включая возможность найти там растительную или микробную жизнь.
Подобно беспилотнику над ним, этот автономный автомобиль сможет работать самостоятельно, возможно, вернувшись на поверхность и передав свои данные обратно на материнский корабль. Это тогда послало бы информацию диспетчерам на Земле. Исследователи также отмечают, что подобный автомобиль можно использовать для исследования океанов в других мирах, таких как Европа.
Также прочитайте:
Спасательные роботы: AI-армия, которая может спасти вашу жизнь
Восстание гигантских боевых роботов
Роботы по обезвреживанию бомб
Топ 5 фактов: роботы
Помощники роботов: настоящие дроиды, которых вы ищете
Эта статья впервые появилась в 30-м выпуске All About Space, написанном Джонни О'Каллаганом.