Aerospace
Nelijalkaiset robotit valmistautuvat autonomiseen Marsin tutkimukseen
Jonain päivänä avaruustutkimuksessa saatetaan hyödyntää pysyvästi maapallon ulkopuolella asuvia astronautteja, kuten on kuviteltu. Artemis-kuulennottai Elon Muskin Marsille.
Silti, vaikka ihmisiä olisi läsnä, robotit tekevät suuren osan avaruudessa tarvittavasta työstä, jos ei muuta, koska ne on paljon helpompi korvata kuin ihmisastronautit ja ne ovat paljon vähemmän alttiita myrkylliselle ilmalle tai tyhjiölle, säteilylle, ankarille lämpötiloille jne.
Ihannetapauksessa useimpien mönkijöiden ja robottien tulisi pystyä hoitamaan itse yksinkertaisia tehtäviä, ja maapallolla tai paikan päällä olevat ihmiset olisivat mukana vain auttamassa heitä ratkaisemaan tiettyjä ongelmia tai määrittämään heidän päivittäiset tehtävänsä.
Tekoälyn kehittyessä nopeasti, mukaan lukien fyysinen tekoäly, konsepti, jota tekoälyjohtaja NVIDIA nyt puolustaa, tämä tieteisfiktiovisio saattaa jo olla totta.
Vielä kaukaisemmilla tehtävillä, kuten Jupiterin kuiden, jopa tunnin mittainen viive viestinnässä tekee suorasta ohjauksesta entistä hankalampaa, mikä tekee luotainten itsenäisistä päätöksistä erityisen arvokkaita.
”Mönkijät on suunniteltu energiatehokkaiksi ja turvallisiksi sekä liikkumaan hitaasti vaarallisessa maastossa. Tämän seurauksena tutkimusmatkat rajoittuvat tyypillisesti vain pieneen osaan laskeutumispaikkaa, ja mönkijät kulkevat tyypillisesti jopa muutaman sadan metrin päivässä, mikä vaikeuttaa geologisesti monimuotoisen datan keräämistä.”
Toinen askel on avaruustutkimusrobottien vapaamman liikkuvuuden lisääminen. Loppujen lopuksi pyörät ja telat saattavat olla luotettavampia, mutta tiet eivät odota niitä Kuussa ja Marsissa.
Tämän seurauksena useimmat robottitutkistelutehtävät ovat tähän mennessä keskittyneet suhteellisen tasaisille ja helposti navigoitaville alueille. Nämä alueet eivät kuitenkaan välttämättä ole hyödyllisimpiä tulevaisuuden avaruuskolonisaatiolle.
Esimerkiksi laavatunnelit voisivat olla täydellisiä valmiiksi rakennettuja suojia tuleville astronauteille, mutta emme ole koskaan tutkineet sellaista kunnolla. vaikka tekoälypohjaista laavatunnelien tutkimusta suunnitellaanJa useimmat luonnonvarat löytyvät todennäköisesti syvistä kraattereista (vesi) tai vuoristoalueilta (metallit ja muut mineraaliesiintymät).
”Kuulla monet keskeiset luonnonvarat sijaitsevat vaikeasti saavutettavassa maastossa, mukaan lukien haihtuvia ja titaania runsaasti sisältäviä pyroklastisia esiintymiä, harvinaisia hiiliä sisältäviä KREEP-basaltteja ja vesijäätä pysyvästi varjoisilla alueilla lähellä etelänapaa. Marsissa vesijääpaljastumia ja metallipitoista regoliittia on tunnistettu myös korkeilla leveysasteilla ja ylängöillä, usein epävakailla rinteillä tai murtuneilla geologisilla alueilla.”
Joten tarvitaan kehittyneempiä robotteja, ja nelijalkaiset ”robokoirat” ovat todennäköinen vaihtoehto, sillä tämä malli on tulossa yhä suositummaksi myös Maassa.
Tätä mahdollisuutta testaavat sveitsiläiset tutkijat ETH Zürichissä, Zürichin yliopistossa, Neuchâtelin avaruustutkimuslaitoksessa, Baselin yliopistossa ja Bernin yliopistossa.
He käyttivät nelijalkaista robottia ja testasivat, pystyisikö se suorittamaan puoliautomaattista tutkimusta ja näytteenottoa rekonstruoidussa avaruusympäristössä. He julkaisivat löydöksensä Frontiers In Space Technologies -lehdessä.1, otsikon alla "Marsin ja kuun vastaavien alueiden puoliautomaattinen tutkiminen jalallisella robotilla käyttäen Raman-varustettua robottikäsivartta ja mikroskooppista kuvaa".
Marsin luominen uudelleen Maassa
Tutkijat käyttivät Marslaborin laitos Baselin yliopistossa, jossa simuloidaan planeetan pintaolosuhteita käyttämällä analogisia kiviä, regoliittia (planeetan pölyä) ja analogisia valaistusolosuhteita luodakseen uudelleen ympäristön, joka on identtinen Marsin kanssa lukuun ottamatta painovoimaa.
Marslabor käsittää 80 neliömetrin huoneen, jossa on 40 neliömetrin testialusta, joka koostuu Marsin kaltaisista materiaaleista. Näihin materiaaleihin kuuluvat kivilajit, joilla on vahva potentiaali biosignatuurien säilyttämiseen, kuten kipsi tai karbonaattikivilaji, jotka olisivat erittäin kiinnostavia todellisessa Marsin-tutkimuksessa, jossa tutkitaan aiempaa biologista aktiivisuutta punaisella planeetalla.
Lisäksi mukaan otettiin menneisyyteen virtaavaan veteen viittaavia kivilajeja, kuten piikarbonaattia ja rikkiä sisältävää basalttia.
Huoneen osa loi myös uudelleen kuun olosuhteita kivilajeilla, jotka voisivat olla hyödyllinen oksidien, titaanin, alumiinin ja piin lähde.
Nelijalkaiset tutkimusmatkailijat
Moniarvoinen robotti antureilla
Tässä tutkimuksessa käytetty robotti oli sveitsiläisen yrityksen valmistama ANYmal-robotti. Kaikki botit, joka on erikoistunut teollisuustarkastuksiin vaarallisilla alueilla. Kartoituksen ja paikannuksen mahdollistamiseksi ANYmal on varustettu Velodyne VLP-16 Puck LITE LiDAR -kameralla, kuudella Intelin RealSense D435 -aktiivisella stereoanturilla korkeuskartoitusta varten ja kahdella FLIR Blackfly -laajakulmakameralla RGB-kuvastriimien tarjoamiseksi.
Robotti oli varustettu mikroskooppisella kuvantajalla (MICRO) ja MIRA RTX Raman-spektrometri sveitsiläisen Metrohm-yrityksen valmistama. Nämä anturit asennettiin ETH:n (Eidgenössische Technische Hochschule – Sveitsin liittovaltion teknillinen korkeakoulu) itse kehittämään robottikäsivarteen.
Käyttäjä ohjasi sitä etänä graafisen käyttöliittymän (GUI) avulla, joka näyttää digitaalisen korkeuskartan ja kamerakuvat, joihin komennot ja tehtävät lähetetään.
MICRO-kuvantamislaitteen tavoitteena on ottaa lähikuvia kivinäytteiden rakenteesta, rakeisuudesta ja väristä, jotka ovat ratkaisevan tärkeitä kivilajin ja sen koostumuksen tunnistamisessa. Se sisältää USB-mikroskoopin, 48 RGB-LEDin renkaan, lentoaika-anturin (ToF) ja ohjauselektroniikan. Vaahtomuovirengas esti hajavalon pääsyn sisään, kun MICRO on kosketuksissa kohteeseen.
Raman-spektrometrissä oli infrapunavirityslaser, jonka aallonpituus oli 785 nm ja maksimiteho 100 mW, ja jonka alue vaihteli välillä 400–2 300 cm ja resoluutio 8–10 cm. Data täydentää MICRO-havaintoja paljastamalla tutkittujen kivien kemiallisen koostumuksen.
Tutkimus ihmisten kanssa ja ilman ihmisiä
Kaksi robottipohjaisen tieteellisen maanmittauksen toimintakonseptia: toinen klassisella ihmisen ohjauksella ja toinen monikohde-, puoliautomaattisella näytteenotolla, jossa ihmisen puuttuminen on minimaalista.
In ihmisen avustama menetelmä, operaattori tunnisti kohteen kamerakuvasta ja valitsi navigointireittipisteen graafisessa käyttöliittymässä. Sen jälkeen operaattori pystyi välittömästi tarkastelemaan saapuvaa dataa ja päättämään, tarvitaanko lisämittauksia. Operaattori valitsi myös, kuinka monta Raman-mittausta tehtiin ja määritti niiden tarkat sijainnit kalliossa.
In puoliautomaattinen menetelmärobotille annettiin etukäteen ennalta määriteltyjä komentoja, mukaan lukien liikkuminen, reittipisteiden navigointi, mittareiden käyttöönotto ja tietojen palautus. Kun ohjeet oli ladattu, robotti suoritti kaikki tehtävät itsenäisesti liikkumisesta robottikäsivarren käyttöönottoon ja tieteellisiin mittauksiin.
Kun mittaussekvenssi oli suoritettu loppuun kussakin kohteessa, robotti jatkoi itsenäisesti suoritussykliään siirtyen seuraavaan kohteeseen ja tallentaen tiedot jokaisen mittauksen jälkeen. Vasta kun kaikkien kohteiden mittaukset oli suoritettu, robotti lähetti kerätyt tiedot tukiasemalle.
Analyysin tulokset vahvistivat eri instrumenttien yhdistämisen hyödyllisyyden, ja Raman- ja MICRO-analyysien yhdistelmä lisäsi tietyn kiven asianmukaisen tunnistamisen mahdollisuuksia.
Puoliautomaattinen menetelmä tunnisti oikein ainakin 1/3 kohteista sykliä kohden ja saavutti 100-prosenttisen kohteen tunnistuksen yhdessä neljästä analogisesta tehtävästä. Usean kohteen tehtävät kestivät 12–23 minuuttia, kun taas ihmisen ohjaama tehtävä vaati 41 minuuttia vastaavien analyysien suorittamiseen.
Vaikka tulokset eivät olleetkaan yhtä täydellisiä, minuutissa voitiin suorittaa paljon onnistuneempia analyysejä, mikä johti kokonaisuudessaan parempaan tehokkuuteen. Tämä kokemus vahvisti siis, että autonomisemmat robotit pystyivät nopeasti kartoittamaan planeettojen pintojen laajoja alueita.
Lisäksi, kun mielenkiintoinen näyte on tunnistettu, tutkijat voivat analysoida sen manuaalisesti jatkotutkimuksissa.
"Sen sijaan, että luotettaisiin pelkästään suuriin ja monimutkaisiin instrumenttisarjoihin, tulevaisuuden tehtävissä voitaisiin käyttää ketteriä robotteja, jotka skannaavat nopeasti ympäristöä ja merkitsevät lupaavia kohteita yksityiskohtaista tutkimusta varten."
Robottitutkimuksen parantaminen
Tutkijat huomauttivat myös, että kaikki käytetyt työkalut kehitettiin suoraa ihmisen ohjausta ajatellen. Tämä tarkoittaa, että puoliautomaattinen robotti kärsi joskus käsivarsien sijoittelusta pois kohteen alueelta, mikä johti epätarkkoihin MICRO-kuviin tai liian kohinaisiin Raman-tietoihin.
Parannettu järjestelmä voisi sen sijaan tehdä testin uudelleen pienillä automaattisilla käsivarren säädöillä, jos kuvat ovat epätarkkoja tai spektrometriatiedot ovat heikkoja. Myös muut automaatio-ohjelmat voisivat auttaa.
”Siirtyäkseen vielä korkeammalle autonomian tasolle robotit voisivat havaita kiinnostuksen kohteena olevia kohteita itsenäisesti niiden muodon, värin ja rakenteen perusteella. Tilanteissa, joissa tiedonsiirto on hyvin hidasta (esim. ulkoaurinkokunnassa), robotti voisi sitten itsenäisesti ottaa mittauksia näistä kohteista.”
Tämä järjestelmä ei myöskään hyödyntänyt tekoälyn viimeaikaisia edistysaskeleita, jotka voisivat antaa roboteille paljon suuremman autonomian tulevaisuudessa, kuten käsittelimme kohdassa ”Avaruus 2.0: Autonomisten robottien ja tekoälyn nousu". Joten entistä kehittyneemmät havaitsemis- ja skannausprotokollat voisivat tuoda tehokkaampaa ja itsenäisempää mittausta. Siitä eteenpäin erikoistuneen tekoälymallin kouluttaminen Marsin tai Kuun robottien tuottamalla todellisella datalla voisi tehdä tulevista luotainsukupolvista entistä tehokkaampia."
IInvestoinnit avaruusrobotiikkaan
Intuitiiviset koneet
(LUNR )
Autonomisten luotainten lähettäminen tähtienvälisiin kohteisiin vaatii vahvaa asiantuntemusta suurten avaruusluotainten rakentamisessa ja niiden ehjinä perille pääsemisessä oikeaan paikkaan. Tähän asti tämä on ollut enimmäkseen julkisten laitosten, kuten NASAn, ESAn ja niihin liittyvien yliopistojen, tehtävää.
Tämä on muuttumassa, kun lähestymme pistettä, jossa yksityiset yritykset voisivat alkaa lähettää automatisoituja tai miehitettyjä asteroidien, erityisesti Maan lähellä olevien kohteiden, louhintaan tarkoitettuja tehtäviä. Tällainen projekti on todennäköisesti seuraava askel tai se toteutetaan rinnakkain miehitettyjen Kuu-lentojen paluun kanssa, joita on suunniteltu tuleville vuosille.
Vuonna 2013 Houstonissa, Texasissa, perustettu Intuitive Machines on tällä hetkellä hyvin "kuukeskeinen" yritys, kuten sen osakeindeksi LUNR osoittaa, ja on jo valittu neljään NASA:n kuutehtäväänja työllistää yli 400 ihmistä.
Lähde: Intuitiiviset koneet
Se oli ensimmäinen kaupallinen yritys, joka laskeutui onnistuneesti Kuuhun ja lähetti sieltä tieteellistä dataa. Se suoritti myös ensimmäisen LOx/LCH4-moottorin (nestemäinen happi, nestemäinen metaani) käynnistyksen avaruudessa. Yritys työskentelee useiden projektien parissa, jotka muodostavat perustan kuun tutkimus- ja asutusinfrastruktuurille.
Ensimmäinen on "tiedonsiirtopalvelu”, teknologiaa testataan ja lopulta tavoitteena on saada aikaan kuutiedonsiirtotähdistö Kuun kiertoradan ympärille.
Lähde: Intuitiiviset koneet
Toinen osa on ”Infrastruktuuri palveluna”. Sen tulisi sisältää televiestintäpalvelut, GPS-paikannuspalvelut ja autonomiseen toimintaan kykenevän kuukaluston (LTV).
Lähde: Intuitiiviset koneet
Viimeinen osa on materiaalin toimittaminen kuun pinnalle. Tähän mennessä yritys on toimittanut tieteellisiä hyötykuormia Nova-C laskeutuja, 4.3 metriä korkea laskeutumisalusta, joka pystyy toimittamaan Kuuhun 14 kg hyötykuormaa.
Seuraava askel on Nova-D-laskeutujan kanssa, joka pystyy toimittamaan Kuuhun 1 500–2 500 kg materiaalia. Tätä hyötykuormakapasiteettia ja -kokoa tarvitaan kuualuksen (LTV) sekä Kuutukikohdan voimanlähteeksi tarkoitetun 40 kW:n fissio-ydinreaktorin toimittamiseen.
Lähde: Intuitiiviset koneet
Yritys on solminut useita arvokkaita sopimuksia NASAn kanssa, esimerkiksi Near Space Network -sopimuksen, jonka enimmäisarvo on 4.82 miljardia dollaria. NASAn lopullinen päätös LTV-sopimuksesta kolmen potentiaalisen toimittajan välillä odotetaan vuoden 2025 loppuun mennessä, ja sen arvo olisi myös jopa 4.6 miljardia dollaria.
NASAn lisäksi yritys pyrkii monipuolistamaan asiakaskuntaansa, ja Texasin avaruuskomissio valitsi sen huhtikuussa 2025 jopa 10 miljoonan dollarin apurahan saajaksi.
Tämä tukee maapallon paluualuksen ja kiertoradan valmistuslaboratorion kehittämistä, jotka on suunniteltu mahdollistamaan mikrogravitaatiobiovalmistus. Tämä paluualuksen tarjoaa myös varavaihtoehdon ja vähentää riskejä yhtiön tulevissa kuunäytteiden palautustehtävissä.
Toinen projekti on pienitehoisten ydinaseilla varustettujen häiveasatelliittien kehittäminen ilmavoimien tutkimuslaboratorion JETSON-sopimukselle.
Yhtiön saavuttaessa positiivisen vapaan kassavirran vuoden 1 ensimmäisellä neljänneksellä ja kuuteleviestintäsopimuksen myötä siitä on nyt tulossa paljon turvallisempi sijoittajille, sillä se on siirtymässä kassavirtaa polttavasta startupista vakiintuneeksi palveluntarjoajaksi kasvavaan avaruustalouteen.
Ja se voisi muodostaa pohjan jatkotutkimushankkeelle ja avaruusresurssien hyödyntämiselle, varsinkin kun siitä tulee NASAn luotettava kumppani SpaceX:n rinnalla.pian listautumisannin jälkeen fuusioituttuaan xAI:n kanssa) Tai Rakettien laboratorio (RKLB ).
(Voit Lue lisää Intuitive Machinesista yritykselle omistetusta sijoitusraportistamme.)
Viimeisimmät Intuitiiviset koneet (LUR) Osakeuutiset ja -kehitys
Viitattu tutkimus
1Gabriela Ligeza, Philip Arm ym. Marsin ja kuun vastaavien paikkojen puoliautomaattinen tutkiminen jalallisella robotilla käyttäen Raman-tekniikalla varustettua robottikäsivartta ja mikroskooppista kuvantamislaitetta. Frontier Space Technologies, 31. maaliskuuta 2026. Nide 7 – 2026 | https://doi.org/10.3389/frspt.2026.1741757
