Робот починил себя в условиях открытого космоса

Роботы станут помощниками космонавтов в открытом космосе

—  Андрей Иванович, прежде всего, расскажите об истории создания робота Федора. 

– Исследовательские работы по созданию первого отечественного антропоморфного робота начались в 2014 году, исполнителем проекта выступила компания НПО “Андроидная техника”.

Федор (FEDOR — Final Experimental Demonstration Object Research) задумывался как робот-андроид, способный заменить человека в местах повышенного риска, например при проведении спасательных операций.

Для этого нужно было научить его самостоятельно работать в городской среде, перемещаться по пересеченной местности, управлять автомобилем, обращаться со специальными инструментами, оказывать первую медицинскую помощь и другим действиям. 

Отработка новых технологий производилась на пяти технологических макетах, по результатам исследований на которых и был спроектирован робот.

Обратите внимание

Осенью 2016 года были продемонстрированы умения Федора передвигаться, не теряя равновесия, по неровным поверхностям, в том числе по лестницам, работать с инструментами, например дрелью, и спецоборудованием спасателей — домкратом, гидравлическим разжимом и тому подобным.

Также созданный андроид уже способен управлять автомобилем — самостоятельно занимать и покидать место водителя, манипулировать педалями, включать передачи, рулить. 

Робот Федор показал, как действует пилой, огнетушителем и паяльником

И недавно действительно принято решение, что в 2021 году Федор выведет на орбиту новый российский космический корабль “Федерация”, поэтому в настоящее время разрабатывается защита систем робота от радиации, отрабатывается бесперебойная работа двигателей, механики и электроники в условиях вакуума, резких перепадов температуры и почти полного отсутствия гравитации.

— Почему в качестве базовой для космоса выбрана именно анпропоморфная робототехническая платформа? Не проще было сделать робота с множеством различных манипуляторов, более приспособленных для решения каких-то специфических задач, требующихся на космических аппаратах?

— Все технические средства и управляющие системы любого космического корабля в настоящее время заточены под человека, учитывают его форму тела, рост, наличие двух рук, ног. Поэтому в ближайшей перспективе именно антропоморфный робот сможет наиболее эффективно заменить человека в сложных и опасных условиях, связанных с освоением космоса.

—  Каким образом осуществляется управление роботом и решаются вопросы его энергообеспечения? 

Источник: https://fastsalttimes.com/sections/technology/1156.html

Робот на МКС заупрямился и не выполнял команды астронавта. Он просто хотел слушать музыку

Робот на МКС общался с астронавтом и послушно выполнял его команды. Всё было хорошо, они отлично проводили время с музыкой и танцами, но когда пришла пора выключать мелодию, ИИ заупрямился и перестал слушаться человека. А потом ещё и обвинил мужчину в том, что он ведёт себя «не мило».

Астронавт ESA Александр Герст поделился в твиттере роликом, в котором он общается с Саймоном — маленьким роботом, живущим на МКС. Искусственный интеллект находится на станции, чтобы помогать людям. Машина адаптирована к условиям невесомости, и каждый член экипажа может в любой момент активировать её для диалога или содействия.

Так и немецкий астронавт решил во время очередного перерыва немного поболтать с Саймоном. Поначалу всё шло хорошо: робот рассказывал о том, где его создали, по команде крутился вокруг своей оси и радовался тому, что Герст хвалит его.

Затем астронавт попросил Саймона включить свою любимую песню, и робот начал играть трек Kraftwerk — The Man-Machine. Герст даже немного потанцевал под него, а потом попросил остановить музыку и записать видео с фронтальной камеры. И тут события начали развиваться будто по сюжету «Чёрного зеркала».

Читайте на Medialeaks: Победительница лотереи пришла забирать приз, а её саму забрали копы. Она купила удачный билет не тем способом

Искусственный интеллект начал запись, но из режима «музыки» выходить не собирался. И когда астронавт попросил остановить дискотеку во второй раз, робот воспротивился и сказал, что вообще-то музыка — это классно.

Важно

На обсуждении музыки конфликт человека и машины не был исчерпан. Саймон обвинил Герста в том, что тот «недостаточно мил», и попросил его быть добрее. Маленький робот также засомневался, что астронавт получает удовольствие от общения с ИИ, и даже попытался уплыть от Александра в невесомости космической станции.

Александр смог убедить робота, что всё в порядке и у мужчины не было намерений быть «немилым» с ИИ. Тогда Саймон сменил гнев на милость, начал беспокоиться о том, что астронавт давно не ел, и поинтересовался, не пора ли перекусить. Только вот тон робота очень напомнил компьютер HAL 9000, и невинный вопрос про обед прозвучал из уст ИИ действительно крипово.

Но видимо, голод астронавта оказался сильнее кринжа, вызванного странным тоном искусственного интеллекта. Герст согласился, что пришло время поесть, и закончил противоречивую беседу. После упрямства робота и беспочвенных обвинений Александр посетовал, что Саймон был «слишком чувствительным» в тот день.

Искусственному интеллекту всё равно, где он находится — на Земле или в космосе, ведь микросхемам всё нипочём. А вот человеческий организм в безвоздушном пространстве проходит через настоящие испытания. Астронавт рассказала, какие трудности будут у первых космических туристов, и после описания всех кошмаров вам вряд ли захочется лететь к Луне или Марсу.

Для путешествия на орбиту люди годами тренируются, причём не только физически, но и умственно. И в России, и в США курс подготовки космонавтов примерно одинаковый. Но вот зарплаты отличаются (и не в лучшую сторону).

Источник: https://medialeaks.ru/0412jkr-iss-robot-meltdown/

Бизнес мечты: как заработать на колонизации Луны и Марса

Каждый день приносит новости с переднего края робототехники. Не остаются без внимания и перспективы освоения планет Солнечной системы.

Специалисты космического центра имени Джонсона (NASA), который занимается разработками в сфере пилотируемых космических полетов, сконструировали робота Валькирия (Valkyrie).

Это прямоходящий робот, способный переносить и соединять предметы. Его манипуляторы заканчиваются сменными насадками.

Создатели робота предполагают, что он будет готовить площадку для будущей марсианской базы и участвовать в строительстве.

Немецкий робот Джастин (Justin) представляет собой человекоподобный торс на четырех колесах. Помимо таких «важных» способностей, как умение ловить летящие предметы, делать и пересылать фотографии, он обладает умением выполнять мелкий ремонт. На испытаниях Джастин за несколько минут успешно починил вышедшую из строя солнечную батарею.

На первый взгляд кажется, что искусственный интеллект начал триумфальное шествие по свету.

Но суть в том, что все эти роботы — единичные, довольно дорогие экземпляры, а так называемый искусственный интеллект во многом зависит от сообразительности конкретной группы программистов.

Совет

Следовательно, открывается широкое поле деятельности для частных предпринимателей, которые наладят производство как роботов в целом, так и отдельных элементов.

Человекоподобный автономный робот способен произвести впечатление на инвесторов, однако понадобится множество более простых роботов: разведчиков, грузчиков, носильщиков. Все эти роботы, безусловно, уже сейчас востребованы на Земле, например, для работы в тяжелых условиях или на опасных объектах.

3D-печать

Во внеземных колониях 3D-принтер станет одним из предметов первой необходимости. Понадобится широкий спектр принтеров: от промышленных до бытовых.

Одни будут печатать пластиковые тарелки, другие — детали сложных механизмов, третьи — жилища колонистов. Сейчас на МКС успешно проходят испытания 3D-принтеры компании Made In Space, работающие в невесомости.

MIS также разработала принтеры, которые способны функционировать в условиях открытого космоса.

Мы работаем над технологией печати крупногабаритных конструкций в космосе, что с одной стороны, позволит многие вещи производить в космосе, а не выводить с помощью дорогостоящего пуска с Земли.

А с другой — мы уже столкнулись с запросами на печать больших конструкций на Земле, в основном деталей для самолетов, автомобилей.

Что касается постройки жилищ из лунного и марсианского грунта, то представлено уже несколько проектов, как американских, так и европейских.

  • Дом на Луне: жилье в космосе будут печатать на 3D-принтере

Но чем хуже земной грунт? Технологии строительства с помощью 3D-принтеров применимы и на Земле, особенно актуальны они будут в труднодоступных районах.

Теплицы

Современная теплица — это сложный технологический комплекс, напичканный механизмами и датчиками.

Он функционирует 24 часа в сутки и дает урожай круглый год, причем урожайность такая, которая и не снилась фермерам прошлого.

Обратите внимание

Освещается теплица светодиодными лампами, растения выращивают на гидропонике. Поэтому приспособить существующие технологии для внеземных колоний не составит особого труда.

Специально для будущих лунных и марсианских баз NASA создало надувные теплицы Lunar/Mars Greenhouse. Предполагается, что они будут использовать местную воду, полученную из грунта. Возможно, их установят под поверхностью, тогда они будут освещаться светодиодами.

  • Из 3D-принтера на орбиту и еще 7 самых ожидаемых космических событий

Хорошим примером околокосмического бизнеса может послужить проект Mars One. Далеко не все верят, что у его основателя Баса Лансдорпа получится отправить колонистов на Марс, еще меньше людей верят, что колонисты смогут там выжить.

Но пока спорят, шарлатан Лансдорп или нет, он уже успешно растит овощи в аналоге марсианской почвы. Так что, когда на Марсе появятся базы, скорее всего, технологию выращивания сельскохозяйственных культур закупят у предприимчивого голландца и его коллег.

Это даст дополнительную рекламу знаменитым на весь мир голландским теплицам.

Медицина

Вряд ли те, кто покупает в аптеке «Мирамистин», знают, что он появился на свет как антисептик широкого действия для орбитальных станций.

Инсулиновая помпа, избавляющая диабетика от необходимости каждый раз вводить себе инсулин шприцем, а в некоторых моделях — и от необходимости каждый раз измерять уровень сахара в крови, стала побочным продуктом приборов для удаленной диагностики астронавтов.

https://www.youtube.com/watch?v=cfF8lrV6eVc

Удаленная диагностика и лечение, роботы-хирурги, производство лекарств в невесомости (или при низкой гравитации) — эти важные для внеземных колоний направления сейчас активно развиваются. Планируется, что в недалеком будущем ученые научатся выращивать из клеток жизнеспособные органы, и уже сейчас на 3D-принтере печатают импланты нового поколения, близкие по качествам к человеческим тканям.

Информационные технологии и связь

Для всех этих чудес техники нужно программное обеспечение, которое разрабатывают как гигантские корпорации, так и микропредприятия, и даже индивидуальные предприниматели.

Повысятся требования к информационной безопасности, а, значит, будут востребованы компании, специализирующиеся на защите информации.

Будут разрабатываться системы связи сверхвысокой пропускной способности и технологии передачи сигнала с Марса на Землю без потерь.

Реклама

В 1997 году израильская компания Tnuva, производитель молочной продукции, стала первой, снявшей в космосе рекламный ролик — он был записан на орбитальной станции «Мир». В 2001 году компания Pizza Hut первой доставила на МКС пиццу.

И буквально на днях с большой шумихой в направлении Марса улетел автомобиль Илона Маска Tesla Roadster. Несомненно, это увеличит продажи пока убыточной компании Tesla.

А участие в космических программах известных компаний, таких, как Coca-Cola или Nestle, в свою очередь, привлечет внимание к космосу.

Развлечения

Первое, что приходит в голову, — туризм. Пока известно о планах SpaceX отправить туристов в беспосадочный полет вокруг Луны, но когда появятся лунные и марсианские колонии, в них следует заранее предусмотреть гостиницы!

Прочее ограничивается только фантазией предпринимателей. Возможно, вначале потребителю предложат удаленное путешествие по другой планете «в шкуре» робота-аватара или возможность заглянуть в установленный на Луне телескоп.

Читайте также:  Робот-геккон для космической станции

Со временем простые развлечения останутся для тех, кто не сможет позволить себе турпоездку на Луну или Марс.

А для путешественников появится развитая инфраструктура с парками развлечений, «марсианскими» ресторанами и продажей сувениров.

Киноиндустрия получит возможность проводить натурные съемки на Луне и Марсе. Через какое-то время интерес к ним пройдет, но первые, кто воспользуется этим шансом, окупят немалые расходы (хотя бы за счет product placement) и войдут в историю кинематографа.

Это лишь несколько отраслей, в которых можно будет разбогатеть на колонизации Луны и Марса. Кроме них, откроются перспективы в энергетике и транспорте, микробиологии, производстве новых материалов, в индустрии компьютерных игр. И не стоит забывать о таком направлении, как выпуск памятных монет, марок, сувениров с «марсианской» символикой, моделей ракет и космических аппаратов.

Источник: http://www.forbes.ru/tehnologii/357453-biznes-mechty-kak-zarabotat-na-kolonizacii-luny-i-marsa

“Роскосмос” выделит 2,5 млрд рублей на создание роботов для МКС

Госкорпорация “Роскосмос” выделит почти 2,5 миллиарда рублей на создание роботов для работы в открытом космосе.

Какие “механические космонавты” нужны за бортом космической станции? Через какие испытания проходят “киберы” прежде чем получить допуск на орбиту? Какой российский робот-геолог спроектирован для Марса? Об этом “РГ” рассказывает начальник лаборатории космической робототехники Центрального научно-исследовательского института машиностроения (ЦНИИмаш) Александр Гребенщиков.

Как из человека стать машиной: биохакеры и мировое господство

Александр Владимирович, так какие роботы требуются для работы в открытом космосе?

Александр Гребенщиков: Это на первых порах роботы для операционной поддержки внекорабельной деятельности космонавтов. То есть помощники. А затем роботы, которые будут “самостоятельно” выполнять обслуживание оборудования и узлов на внешних поверхностях станции. Например, визуальную инспекцию, технологические и ремонтные операции, обслуживание научных приборов и т.д.

Основные требования, которые предъявляются к киберкосмонавтам?

Александр Гребенщиков: Главное – обеспечить безопасность находящихся рядом людей и самого объекта – станции или корабля. То есть действия роботов не должны привести к аварийным или нештатным ситуациям. Второе – это эффективный функционал робота. И третье – его высокая надежность и стойкость к вредным факторам космоса.

Роботы-аватары будут наиболее универсальными машинами для сложных операций на Луне и других планетах

А какие преимущества они открывают?

Александр Гребенщиков: Два неоспоримых: снижение рисков для жизни и здоровья экипажа при работе в открытом космосе, а также сокращение затрат.

Важно

Могу сказать, что каждый час работы космонавтов за бортом обходится, по разным оценкам, от 2 до 4 млн долларов. Цифры говорят сами за себя.

Кроме того, использование в будущем роботов для выполнения рутинных операций на обитаемых станциях позволит высвободить дополнительное время экипажа для отдыха или решения других актуальных задач.

Насколько я знаю, в России уже разработана первая робосистема, которая будет помогать космонавтам в открытом космосе? Или, точнее, прототип?

Александр Гребенщиков: Да, проектные разработки ведутся уже три года. По исходным данным ЦНИИмаша предприятие “Андроидная техника” изготовило наземный прототип космического робота-андроида SAR-401. В конце 2014 года в ЦПК им. Ю.А. Гагарина были проведены его функциональные испытания.

Робот в дистанционном режиме под управлением оператора успешно выполнял типовые операции: переключал тумблеры, захватывал инструменты, работал с механическими замками, электрическими разъемами, инспектировал поверхность с помощью телекамер, подсвечивал рабочую зону космонавтов, опускал и поднимал забрало шлема скафандра, протирал стекла иллюминатора.

Позже были разработаны эскизные проекты робототехнической транспортно-манипуляционной системы для поддержки внекорабельной деятельности, а также антропоморфного робота “Андронавт”. Разработаны макетные образцы, проведены их лабораторные испытания.

Источник: https://rg.ru/2016/09/20/roskosmos-vydelit-25-mlrd-rublej-na-sozdanie-robotov-dlia-mks.html

Шагающий микроробот поможет космонавтам в открытом космосе

Российские космические системы

Компания «Российские космические системы» создала прототип миниатюрной шагающей роботизированной платформы для работы в условиях открытого космоса. О новой разработке сообщается в пресс-релизе, поступившем в редакцию N+1.

Космонавты на обитаемых орбитальных станциях должны регулярно обследовать обшивку на предмет повреждений, также им приходится время от времени совершать выход в открытый космос для монтажа дополнительного оборудования и других работ. Часть этих работ можно было бы автоматизировать с помощью роботов, однако открытый космос это достаточно агрессивная среда и электроника, работающая на Земле, может быстро выйти из строя на орбите.

РКС разработала специализированную шагающую платформу для работы как снаружи, так и во внутренних отсеках космических аппаратов. Микроробот может работать при температуре от -200 до +200 градусов Цельсия и в условиях отсутствия атмосферы, также устройство устойчиво к радиации и воздействию атомарного кислорода.

Платформа весом в 70 миллиграммов представляет собой единую многослойную деталь из кремния и полиимида.

При перемещении робот использует восемь ножек со специальным адгезионным покрытием, благодаря чему прилипает к поверхности и может работать даже в условиях низкой гравитации, при этом шагая по шершавым, ступенчатым и наклонным поверхностям.

Изготовленный прототип микроробота развивает скорость до 14 миллиметров в минуту и может перемещать груз массой до 350 миллиграммов. 

На одной кремниевой пластине можно изготовить одновременно несколько микророботов.

Российские космические системыПредставители компании отмечают, что производство таких роботов не требует сборки — несколько экземпляров могут быть одновременно изготовлены на одной кремниевой пластине с помощью фотолитографии, напыления и анизотропного травления.

Совет

Ножки изготавливаются с учетом программируемой деформации — при подаче тока они нагреваются и ножка разгибается в заранее определенном месте, а затем обратно сгибается при охлаждении.

Необходимо отметить, что на данный момент не сообщается, как именно осуществляется управление роботом и каким образом платформа получает энергию. По-видимому, на данном этапе разработчикам удалось только создать шагающую микроплатформу с адгезионными ступнями, а бортовая электроника устройства, если она предусматривается концепцией, все еще находится в разработке. О возможных сроках практического применения разработки также не сообщается.

Ранее Российский Фонд перспективных исследований представил антропоморфного робота Федора, который способен действовать как автономно, так и под управлением оператора. Предполагается, что робота приспособят для участия в полете перспективного пилотируемого космического корабля и летные испытания Федора на корабле начнутся уже в 2021 году.

Николай Воронцов

Источник: https://nplus1.ru/news/2016/11/24/space-microbots

III Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся Старт в науке

Михаелян Л.Т. 1Сергеева О.В. 1Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке “Файлы работы” в формате PDF

Введение

Космос является одной из областей применения автоматизированных и робототехнических систем в связи с высокой опасностью для жизни человека. Поэтому задача создания роботов для работы в опасных для человека условиях стала жизненной необходимостью.

Цель: Создание модели робота-манипулятора, способного выполнять сложные механические движения под управлением мобильного устройства.

Задачи:

  1. Изучить теоретические источники по данной теме.

  2. Познакомиться с практическими проектами использования робототехники в космосе.

  3. Создать модель Робота-манипулятора на основе конструктора lego mindstorms nxt 2.0, управляемую с помощью мобильных устройств.

Объекты исследования: космические манипуляторы

Глава 1. Космическая робототехника – перспективное направление развития современной космонавтики.

Космороботы – это роботы, приспособленные работать в космическом пространстве.

Преимущество космических роботов перед человеком заключается в том, что они могут работать в крайне неблагоприятных условиях и обходиться без каких-либо ресурсов, так как в большинстве случаев они работают на солнечных батареях. Также гораздо легче будет пережить потерю такого робота, чем гибель астронавта.

Обычно, задача косморобота заключается в проведении какой-нибудь научной деятельности. Вообще-то, тоже самое может сделать и обычный робот, работающий на земной поверхности, но к космороботу есть несколько основных требований, которым он должен соответствовать.

Например:

  • перенести запуск
  • функционировать в сложных условиях враждебной среды
  • весить как можно меньше
  • потреблять мало энергии и иметь долгий срок службы
  • работать в автоматическом режиме
  • обладать чрезвычайной надежностью

Для того, чтобы соответствовать всем этим требованиям, учёные создают все новые и новые устройства, механизмы, приводы, микроконтроллеры, обладающие высокой прочностью и использующим как можно меньше энергии.

Эксперты подсчитали, что отправление на Марс человека будет стоить примерно 200-300 миллиардов долларов, при том, что это будет безвозвратное отправление. Еще придется потратить несколько месяцев на психологическую адаптацию участников экспедиции.

А отправка корабля, на борту которого будет робот, обойдется примерно в 5-10 миллиардов долларов. Так что роботы в космосе обходятся намного дешевле, чем люди.

  1. История развития космической робототехники

Луноход-1 – первый в мире дистанционно-управляемый самоходный аппарат, успешно работавший на Луне. Был для изучения лунного грунта, а также для изучения радиоактивного и рентгеновского излучения. На поверхность луны он был доставлен 17 ноября 1970 года советской межпланетной станцией «Луна-17».

Технические характеристики:

  • Масса – 756 килограмм
  • Длина – 4,42 метра
  • Ширина – 2,15 метров
  • Высота – 1,92 метра
  • Диаметр колес – 510 миллиметров
  • Ширина колес – 200 миллиметров
  • Колесная база – 1700 миллиметров
  • Ширина колеи – 1600 миллиметров

Оборудование:

  • Две телекамеры (одна резервная), четыре панорамных телефотометра,
  • Рентгеновский флуоресцентный спектрометр
  • Рентгеновский телескоп
  • Одометр-пенетрометр
  • Детектор радиации
  • Лазерный рефлектор
  • Антенна для передачи информации на Землю

У каждого из его восьми колес был свой электродвигатель и свой тормоз, благодаря чему этот робот мог ездить не только вперед-назад, но и объезжать глубокие кратеры и небольшие скалы. В качестве приводов использовали электродвигатели в силу одной причины – другого «горючего» на Луне нет.

Электричество косморобот брал из солнечной батареи, установленной у него на крышке приборного отсека. Мощность батареи была равна 180 ватт. Также в систему энергопитания лунохода входили химические буферные батареи. Вместо глаз у Лунохода-1 были телекамеры.

В них было применено малокадровое телевидение с частотой смены картинки от 1 кадра в 4 секунды до 1 кадра в 20 секунд.

Луноход-1 проработал в 3 раза дольше запланированного срока, успев проехать 10540 метров, передав на Землю 211 панорам и около 25000 фотографий. Проработав чуть больше 301-го дня, он не вышел на связь с Землей в связи с выработкой изотопного источника теплоты, поддерживающего тепло внутри лунохода.

Марсоходы «Спирит» и «Оппортьюнити» – аппараты близнецы, успешно запущенные на Марс в 2004 году. Отправлены они были туда, в принципе, для одной цели – установить, была ли когда-нибудь на Марсе вода или нет.

Технические характеристики:

  • Масса – 185 килограмм
  • Длина – 1,6 метров
  • Ширина – 2,3 метра
  • Высота – 1,5 метра
  • Максимальная скорость 50 миллиметров в секунду
  • Рабочая температура – от -40оС до +40оС
  • Оборудование :
  • Бур
  • Две телекамеры
  • Микроскоп
  • Два спектрометра
  • Манипулятор
  • Навигационная система
  • Панорамная камера
  • Миниатюрный спектрометр теплового излучения
  • Спектрометр альфа-излучения
  • Антенна для передачи данных на Землю

На марсоходах этого типа установлено 6 колес, каждое из которых имеет свой собственный электродвигатель. Для разворота марсоход поворачивает передние и задние колёса на нужный угол, разворачиваясь при этом практически «на месте». Телекамеры отдалены друг от друга примерно на расстояние глаз человека.

Читайте также:  Судебные приставы привлекли искусственный интеллект для поиска должников

Они фотографируют в разрешении 1024х1024 пикселя. С помощью научного оборудования он берет образцы грунта, анализирует их и отправляет данные учёным. Также в них были установлены электронагреватели, которые поддерживали температуру, необходимую для работы робота.

Дополнительно в них установлены радиоизотопные нагреватели, для работы при очень низких температурах.

Обратите внимание

Всей этой аппаратурой управлял бортовой компьютер, тактовая частота которого равна 20 мегагерц. Питалась вся электроника от солнечной батареи, установленной у него не верху. Вырабатывала она примерно 140 Ватт в 4 часа.

Также она заряжала литиево-ионный аккумулятор, энергия с которого использовалась в ночное время. Изначально рассчитывали, что эти марсоходы проработают около 90 дней, и их миссия завершится, но проработали они гораздо больше. Спирит проработал больше шести лет, после чего связь с ним была утеряна.

Оппортьюнити до сих пор стабильно работает, и в данный момент проводит изучение кратера Индевор.

  1. Современные разработки космической робототехники.

SAR-401

Принцип управления – повтор андроидом движений человека-оператора, одетого в специальный костюм (задающее устройство копирующего типа УКТ-3).

Новая модель робота прошла испытание в ноябре 2013 года в «ФГБУ «НИИ ЦПК имени Ю.А.Гагарина».

Для SAR-401 разработаны два варианта захватывающих устройств.

Первый антропоморфный захват (АЗ) необходим для выполнения рабочих задач с предельными характеристиками и предназначен для удержания, манипуляций и перемещения объектов различной массы.

Захват обеспечивает значительные усилия, развиваемые каждой структурной группой, контроль текущего положения звеньев, имеет 8 степеней подвижности, простую, надежную конструкцию.

Второй захват предназначен для выполнения работ, требующих мелкой и точной моторики. Он гарантирует пространственную ориентацию объекта в точке позиционирования, контроль силового взаимодействия оператором (обратная связь), полную адаптацию положения звеньев к геометрии захватываемого объекта, имеет 13 степеней подвижности.

Взаимодействие оператора с СРТС SAR- 401 осуществляется системой дистанционного управления копирующего типа. Так же предусмотрен супервизорный и автономный режимы управления.

Robonaut 2

Национальное управление по воздухоплаванию и исследованию космического пространства (NASA) с 1997 года работает над созданием и модификацией человекоподобного робота. Его первая модель «Робонавт-1» никогда не покидала Землю. Механизированный торс, передвигающийся на четырехколесной тележке, хорошо показал себя во время тестовых испытаний в пустыне и других экстремальных условиях.

Важно

В 2006 году проект вышел на новый этап, и через четыре года общественности был представлен «Робонавт-2»: более умелый, бесшумный, ловкий и компактный, а также в четыре раза более быстрый, чем его предшественник. Он оснащен 350 датчиками и 38 процессорами.

Робот переправлялся на МКС по частям, получив пару механических ног лишь в прошлом году.

После этого устройство, достигающее в высоту 2,4 метра, смогло передвигаться внутри орбитального комплекса под управлением операторов с Земли или кого-либо из членов экипажа.

На борту МКС робонавт проверяет работу воздушных фильтров и выполняет другие текущие задачи. За годы реализации проекта было запатентовано 39 изобретений, а еще несколько заявок находятся на рассмотрении.

Многие опробованные робонавтом технологии могут использоваться в земных условиях. Это, например, «робоперчатка» для работы на конвейере крупных предприятий, а также «робокаркас», способный помочь двигаться людям, потерявшим такую способность.

А следующее поколение робонавтов будет работать в открытом космосе по несколько суток и даже отправится на Марс.

ЦНИИ робототехники и технической кибернетики (ЦНИИ РТК) проведет на поверхности Международной космической станции (МКС) эксперимент «Захват-Э», в рамках которого испытает руку-манипулятор для строящегося косморобота. Об этом в субботу, 14 января, сообщает ТАСС.

«Точная дата проведения эксперимента пока не установлена. Это связано с тем, что российский сегмент МКС еще не до конца развернут: ожидается выведение лабораторного модуля “Наука”, на котором будет проводиться эксперимент», — отмечается в сообщении.

Космонавт будет управлять манипулятором с помощью ноутбука, находясь внутри МКС.

В рамках эксперимента «рука» захватит имитатор поручня с помощью специального устройства, при этом благодаря обратной связи космонавты смогут оценить степень прилагаемого манипулятором усилия.

Чтобы оценить влияние открытого космоса на механические узлы, после завершения эксперимента на Землю планируется вернуть часть оборудования.

Рука-манипулятор станет частью проекта «Косморобот», который также включает в себя самого мобильного робота, пульты управления, средства интеграции и наземный сегмент. Он должен стать помощником для космонавтов при работе на внешней поверхности космических аппаратов и при выходе в открытый космос

  1. Перспективные разработки космической робототехники.

“Персональный помощник астронавта”

Малоразмерное устройство, способное перемещаться во внутренних объемах кораблей и станций за счет миниатюрных реактивных двигателей. Предназначено для “информационной поддержки” астронавтов при их работе с бортовым оборудованием.

Разработка ведется специалистами Исследовательского центра NASA имени Эймса. Устройство оснащено датчиками атмосферы, измеряющими почти все ее параметры. Может служить средством непосредственной связи астронавтов и наземных центров управления полетом.

Может работать автономно и по командам с Земли. Устройство проходит летные испытания на борту МКС.

Совет

Для работы на Международной космической станции российские инженеры создают робота, который станет настоящим помощником космонавтам и астронавтам на МКС. Разработкой косморобота занимаются специалисты ракетно-космической корпорации “Энергия” совместно с коллегами из НПО “Андроидная техника”.

Предполагается, что робот будет переносить массивные грузы по станции, выполнять различные электротехнические работы. Но одной из главных задач будет работа в открытом космосе – в среде, которая крайне неблагоприятна для человеческого организма, но роботу абсолютно не страшна. По планам ученых, на орбиту косморобот может отправиться уже в 2020 году.

Основными направлениями развития робототехнических систем космического назначения на ближайшую перспективу являются решение функциональных, технологических, сервисных и организационных задач, возникающих в ходе космических полетов, по результатам которых и должны быть сформулированы технические требования к перспективным робототехническим системам космического назначения.

Глава 2. Создание робота – манипулятора на основе конструктора NXT 2.0, управляемого с помощью мобильных устройств.

  •  
    1. Создание «кисти» робота, которая сможет сжиматься и разжиматься, тем самым беря и отпуская предмет

При повороте двигателя крутятся шестерёнки, и двигая прикреплённые к ним рычажки сжимают и разжимают клешни, обмотанные резинками, для увеличения трения.

Планка зафиксирована с одного конца, и свободна с другого. Недалеко от места крепления присоединена ещё одна планка с другой стороны, прикрепленная к вращающейся шестерни.

  •  
    1. Создание «локтя» робота, который сможет поднимать и отпускать предметы (то есть изменять положение предмета относительно оси OY)

3. Соединение «локтя» и «кисти» робота.

Т.к. кисть получилась тяжёлая для мотора, то я сделал противовес для неё (теперь конструкция стала походить на подъёмный кран)

В качестве противовеса я использовал контроллер nxt. Сам контроллер нечто вроде человеческого мозга, он обрабатывает поступающую информацию и реагирует так, как заложено в программе.

Теперь робот может брать и поднимать предмет, делаем так, чтоб он мог вращаться.

  •  
    1. Постановка конструкции на двигатель.

Ставлю эту конструкцию на двигатель для того, что бы робот мог вращаться в стороны (менять положения относительно OZ и OX) и надёжно закрепляю все детали, чтобы робот не шатался от собственного веса.

А для устойчивости я ставлю руку на платформу, которая будет вращаться вместе с ней. Второй же мотор я закреплю на другой платформе более крупной. И для того, чтоб мотор не вращал сам себя и сделаю эту платформу тяжелее другой с помощью «блинов».

Робот готов, остаётся только наладить управление.

  •  
    1. Создание управления робота.

Существует два способа управления роботом.

  1. Через уже готовую программу, которая позволит роботу делать очень точное действие много раз, но этот способ не очень хорош, так как для этого нужно либо большое количество датчиков, и очень много проверок условия.

  2. Управление оператором с помощью пульта.

В данном случае я буду использовать второй способ, т.к. человек может подстраиваться под проблему и решать её, когда робот не найдя данную проблему в списке откажется работать. Я буду использовать программу для управления приводами средствам подачи сигнала на робота при помощи bluetooth. Теперь робот движется, по моим командам и может поднимать предметы.

Заключение

В результате выполнения данной работы я изучил исторические и теоретические знания в области космической робототехники, познакомился с практическими проектами использования робототехники в космосе, создал модель робота-манипулятора, способного выполнять сложные механические движения под управлением мобильного устройства.

Вместе с тем, говоря о сегодняшних достижениях космической робототехники, нужно понимать, что мы находимся лишь в начале пути. Возрастание состава задач, выполняемых с использованием робототехнических систем космического назначения, а также повышение требований к качеству их решения делает необходимым формирование адекватной концепции их развития.

Результаты, полученные в работе, можно использовать во внеурочной деятельности по информатике по программе «Основы робототехники».

Список источников

  1. Наука и промышленность: Космическая робототехника http://old.ci.ru/inform06_08/p_06.htm

  2. Царь град http://tsargrad.tv/news/2016/11/11/v-rssii-sozdajut-kosmorobota-pomoshhnika-astronavtam-na-mks

  3. Наука и техника https://lenta.ru/news/2017/01/14/sprut/

  4. Технология, наука, космос, изобретенияhttp://www.fainaidea.com/technologii/sar-401-pervyj-rossijskij-robot-astronavt-36383.html

  5. Новости робототехники https://robotics.ua/news

Источник: https://school-science.ru/3/4/32015

Андрей Григорьев: роботы станут помощниками космонавтов в открытом космосе

Человекоподобный робот-космонавт SAR-400.

Фотография предоставлена пресс-службой НПО “Андроидная техника”

Первый полет нового российского космического корабля “Федерация” состоится в 2021 году под управлением космонавта будущего – человекоподобного робота Федора, разработанного в рамках проекта Фонда перспективных исследований (ФПИ). В День космонавтики генеральный директор фонда Андрей Григорьев рассказал РИА Новости о задачах роботов-космонавтов и о своем видении развития космических технологий.

—  Андрей Иванович, прежде всего, расскажите об истории создания робота Федора.

– Исследовательские работы по созданию первого отечественного антропоморфного робота начались в 2014 году, исполнителем проекта выступила компания НПО “Андроидная техника”.

Федор (FEDOR — Final Experimental Demonstration Object Research) задумывался как робот-андроид, способный заменить человека в местах повышенного риска, например при проведении спасательных операций.

Для этого нужно было научить его самостоятельно работать в городской среде, перемещаться по пересеченной местности, управлять автомобилем, обращаться со специальными инструментами, оказывать первую медицинскую помощь и другим действиям.

Источник: © Донат Сорокин/ТАСС

Отработка новых технологий производилась на пяти технологических макетах, по результатам исследований на которых и был спроектирован робот.

Обратите внимание

Осенью 2016 года были продемонстрированы умения Федора передвигаться, не теряя равновесия, по неровным поверхностям, в том числе по лестницам, работать с инструментами, например дрелью, и спецоборудованием спасателей — домкратом, гидравлическим разжимом и тому подобным.

Также созданный андроид уже способен управлять автомобилем — самостоятельно занимать и покидать место водителя, манипулировать педалями, включать передачи, рулить.

И недавно действительно принято решение, что в 2021 году Федор выведет на орбиту новый российский космический корабль “Федерация”, поэтому в настоящее время разрабатывается защита систем робота от радиации, отрабатывается бесперебойная работа двигателей, механики и электроники в условиях вакуума, резких перепадов температуры и почти полного отсутствия гравитации.

— Почему в качестве базовой для космоса выбрана именно анпропоморфная робототехническая платформа? Не проще было сделать робота с множеством различных манипуляторов, более приспособленных для решения каких-то специфических задач, требующихся на космических аппаратах?

Читайте также:  Российский учёный курчатовского нбикс прокомментировал развитие искусственного интеллекта

— Все технические средства и управляющие системы любого космического корабля в настоящее время заточены под человека, учитывают его форму тела, рост, наличие двух рук, ног. Поэтому в ближайшей перспективе именно антропоморфный робот сможет наиболее эффективно заменить человека в сложных и опасных условиях, связанных с освоением космоса.

—  Каким образом осуществляется управление роботом и решаются вопросы его энергообеспечения?

Источник: http://rusila.su/2017/04/18/andrej-grigorev-roboty-stanut-pomoshhnikami-kosmonavtov-v-otkrytom-kosmose/

Space oddity. Роботы в космосе

Развитие робототехники сильно повлияло на процесс освоения космоса. Первый робот, использованный в космосе, – это советский «Луноход-1», появившийся на поверхности Луны в 1970 году.

За год ему удалось произвести физико-механический анализ грунта в 500 точках, а также химический анализ грунта в 25 точках. За прошедшие годы робототехника не стояла на месте, поэтому роботы, отправляющиеся в космос сегодня, сильно отличаются от своих предшественников.

Итак, мы представляем вам топ-10 современных роботов, предназначенных для работы в космосе.

Андронавт

Российскими учеными создан первый робот-помощник для работы на Международной космической станции. Рост робота составляет 1 м 90 см, его строение подобно человеческому. Андронавт управляется оператором дистанционно, поэтому космонавт, одетый в специальный экзоскелет, сможет управлять роботом, находясь на большом расстоянии от него.

Робот сможет оказывать помощь космонавтам, например, подавать им инструменты, а также отвечать на вопросы космонавтов при помощи интернета. Заместитель начальника научного управления Центра подготовки космонавтов им. Ю. А.

Обратите внимание

Гагарина Игорь Сохин утверждает: «Появление робота-помощника на МКС, с одной стороны, разгрузит деятельность космонавта, а с другой — может усложнить систему, так как между «профессиональной средой» и космонавтом появится новый участник — робот-помощник.

Поэтому в этой области очень важны и необходимы дополнительные эргономические исследования, которые позволят получить дополнительные знания в области изучения системы взаимодействия робота и человека».

Марсоход ExoMars

Европейское космическое агентство (ESA) планирует в 2018 году отправить на Марс свой собственный марсоход.

В 2013 году Exomars прошел испытания в чилийской пустыне Атакама, где уровень радиации гораздо выше обычного.

Марсоход отличают небольшие размеры, его основная задача – добыча образцов грунта на глубине не более двух метров ниже уровня марсианской почвы. Марсоход будет передвигаться со скоростью 100 метров в день.

SuperBall

Главной отличительной чертой робота SuperBall является то, что форма шара позволяет ему совершать легкую посадку на поверхность другой планеты. Надо отметить, что элементы экзоскелета имеют жесткую фактуру, а сам эзоскелет упругий, что смягчает приземление робота. Ученые собираются направить робота на спутник Сатурна Титан, где он будет сброшен с высоты 100 км.

Istruct Demonstrator

Немецкий научно-исследовательский центр искусственного интеллекта (DFKI) в университете Бремена создал робота-обезьяну, который будет работать в космосе. Робот учится передвигаться по ландшафту Луны, смоделированному в DFKI. В отличие от роботов, использующих для передвижения колёса, робот-обезьяна более приспособлен к передвижению по холмистому ландшафту Луны.

Робот-космонавт Kirobo

В августе 2013 года на орбиту Земли вышел японский робот-космонавт Kirobo. Название робота происходит от японского слова «kibo», которое переводится как «надежда», и, соответственно, слова «robo».

Основная цель данного робота состоит в облегчении социализации людей, находящихся на орбите.

Робот скрашивает время космонавтам, находящимся в экспедициях, беседами, а также фотографирует объекты, интересующие космонавтов.

Cassini

Начавшаяся в 11 лет назад экспедиция робота  Cassini, исследующего ледяную поверхность ледяного спутника Сатурна Энцелад, заканчивается в этом году.

За прошедшие годы Cassini многократно пролетел сквозь шлейфы Энцелада, зафиксировав молекулы водорода, что, в свою очередь, позволило ученым выдвинуть гипотезы о наличии органической жизни в океане данной планеты.

В будущем НАСА планирует направить на Энцелад посадочные модули с буровыми установками, что позволить провести более качественный анализ океана этой планеты.

Робот-ремонтник Джастин

Робот-андроид Джастин создан в Институте Робототехники и Механотроники, который является частью немецкого Космического Центра. Основной целью нахождения робота Джастина на орбите является дозаправка и ремонт спутников.

На голове андроида находятся две видеокамеры, способные создавать стереоскопические изображения, что создает ощущение глубины у управляющего им космонавта.

Обратную связь с космонавтом обеспечивается посредством датчиков усиления и вращающего момента, установленных на руках и пальцах робота.

SpiderFab

Американские ученые при поддержке NASA заняты создание паукообразных роботов, которые будут заниматься обустройством инфраструктуры на орбите. Если ранее за пределы Земли отправлялись уже готовые аппараты, то, благодаря роботам SpiderFab, конструкции будут создаваться в открытом космосе.

При этом на орбиту будет доставляться углеволокно, из которого будут создаваться новые космические станции. Собирать несущие конструкции этих станций робот SpiderFab будет, используя собственную космическую «паутину». Робот плетет конструкции из углеводородной нити со скоростью 5 сантиметров в минуту.

Запуск SpiderFab планируется в 2020-х годах.

RASSOR

Робот RASSOR, чьё название расшифровывается как Regolith Advanced Surface Systems Operatons Robot, разработан в космическом центре Кеннеди. Цель робота – упрощение перевозки топлива для ракет во время космических перелетов.

Сегодня топливные отсеки отсоединяются после использования, притом, что сами эти отсеки стоят серьёзных денег. В свою очередь, RASSOR должен будет добывать воду, кислород и компоненты ракетного топлива на поверхности других планет.

S3

Швейцарская компания Swiss Space Systems разрабатывает робота-самолёт, который сможет запускать спутники на орбиту Земли. Благодаря системе запуска S3 расходы на доставку спутников уменьшаться в четыре раза.

Ракетный робот-ракета будет подниматься авианосцем на высоту около 10 километров, затем взлетит на высоту порядка 80 километров, используя жидкий кислород и керосиновый двигатель.

Использование S3 планируется начать в 2020-м году.

Источник: http://robotoved.ru/space-oddity/

Для земли и для космоса: в Петербурге создают уникальных роботов

Ряд уникальных разработок представили в Центральном научно-исследовательском и опытно конструкторском институте робототехники и космической кибернетики в Петербурге. Роботы, созданные на базе ЦНИИ РТК, предназначены для работы в открытом космосе и на земле.

Среди последних достижений – онкоробот и кардиоробот, а также роботы, созданные для внекорабельной деятельности космонавтов на орбите. Таинственная «башня Саурона» на Тихорецком проспекте на текущий момент – одна из испытательных площадок для беспилотных летательных аппаратов.

НЕВСКИЕ НОВОСТИ побывали в НИИ и познакомились с его работой.

Онкоробот

Одна из перспективных разработок ЦНИИ РТК – роботизированный медицинский комплекс для онкологии – онкоробот. Он предназначен для высокоточного выполнения современной процедуры лучевой терапии – брахитерапии, доставки микроисточников ионизирующего излучения в ткань злокачественной опухоли.

Робот-манипулятор доставляет микроисточник, разрушающий клетки опухоли, в нужную точку организма и устанавливает его точнее, чем это доступно рукам лучших врачей. Делается это под контролем УЗИ с построением 3D-модели. Манипуляция осуществляется с высокой степенью автономности.

Об аналогичных разработках в мире не известно. Экспериментальный образец для лечения рака предстательной железы специалисты института накануне передали в Национальный исследовательский центр радиологии.

Впереди – череда тестирований на макетах и животных, по итогам которых комплекс можно использовать для лечения раковых опухолей человека, расположенных и в других частях организма.

Кардиоробот

Робототехнический комплекс компрессии грудной клетки и конечностей – кардиоробот – еще одна разработка лаборатории медицинской техники ЦНИИ РТК. Робот предназначен для наружной компрессии грудной клетки пациента во время сердечно-легочной реанимации.

Он выполняет непрямой массаж сердца при внезапной остановке сердца – то, что приходится изо дня в день делать врачам скорой помощи. Робот позволяет делать это эффективнее, освобождая время врачей для других экстренных реанимационных процедур. Уже в начале следующего года может начаться производство устройства.

Оно должно появиться на вооружении врачей реанимационных бригад и бригад скорой помощи.

Всего на базе лаборатории медицинской техники за пять лет было выполнено порядка десяти уникальных проектов.

Косморобот

В институте полным ходом идет работа над мобильным роботом для обслуживания внешней поверхности международной космической станции МКС. Робот должен работать в условиях открытого космоса и быть полностью безопасным для космического аппарата. Универсальный робот создается для помощи космонавтам при работе вне станции.

Среди других разработок института – силовые многофункциональные тренажеры для космонавтов, а также самая разная техника для изучения и освоения внеземного пространства.

Например, совместно с институтом ГЕОХИ РАН в ЦНИИ РТК разработан проект мобильного робота-геолога  для проведения исследований на луне.

Важно

Шасси, которое предлагается поставить в основе робота-геолога, также подходит и для мобильных роботов-помощников на стадии построения Лунной базы.

Вообще специалисты и руководители НИИ робототехники с энтузиазмом смотрят на развитие внеземных исследований и освоения внеземного пространства. Так, по прогнозу директора и главного конструктора ЦНИИ РТК Александра Лопоты, обустройство баз на Луне и Марсе – дело ближайшего десятилетия. И именно роботы должны будут подготовить и обустроить базы для исследователей.

Юбилей института

Институт 29 января этого года отметит свой полувековой юбилей. В 1968 году он был создан для решения задач укрепления обороноспособности государства и обеспечения национальной безопасности.

В связи с бурным развитием космонавтики в те годы одной из первых и основных задач было решение вопроса обеспечения мягкой посадки на землю спускаемых космических аппаратов. За 50 лет институт участвовал и в создании роботов, и программных мероприятий, приборов для космоса и для наземного применения.

За годы работы были разработаны и введены в эксплуатацию различные системы фотонной техники, большинство из которых не имеют аналогов в мире.

Это системы стыковки космических кораблей, системы управления полетом на сверхнизких высотах плотным строем, системы измерения воздушных параметров космических аппаратов, расхода топлива, охранные системы.

Сотрудники НИИ разработали десятки медицинских приборов, техники для работы в экстремальных условиях, условиях техногенных катастроф. Именно на базе ЦНИИ РТК было оперативно разработано более 15 моделей мобильных роботов для обследования радиационной обстановки и очистки Чернобыльской АЭС от радиоактивного мусора. Здесь было положено начало работ по созданию систем радиационного контроля и разведки. Работы по этому направлению в институте продолжаются.

Системы и аппараты для радиационной, биологической, химической защиты используются в Вооруженных силах РФ. Процент заказа со стороны Минобороны значительный.

Совет

Совместно с другими институтами и конструкторскими бюро институт работает над подводными аппаратами, космическими манипуляторами, роботами различного назначения.

При этом в институте все больше времени посвящают работе, связанной с гражданским сектором: «Мы серьезно задумываемся о гражданском секторе – это медицина, сельское хозяйство, нефтедобывающая отрасль, где будут востребованы новые методы работы и новые технологии».

«Башня Саурона»

Башня ЦНИИ РТК, расположенного на Тихорецком проспекте, одно из самых притягательных зданий города. Экстравагантный внешний вид и атмосфера таинственности по поводу внутреннего содержания и проводимых внутри нее испытаний, возбуждают интерес. НЕВСКИЕ НОВОСТИ не могли не поинтересоваться, что за работы ведутся сейчас внутри башни?

Юлия Медведева

Источник: https://nevnov.ru/528184-dlya-zemli-i-dlya-kosmosa-v-peterburge-sozdayut-unikalnykh-robotov

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector