Trở lại vào tháng 11, phi hành gia ESA Luca Parmitano đã làm nên lịch sử bằng cách chỉ huy một người di chuyển từ Trạm vũ trụ quốc tế (ISS). Là một phần của các thử nghiệm Analog-1, kỳ tích này đã được thực hiện nhờ vào cơ sở hạ tầng lệnh Internet không gian trên mạng và thiết lập điều khiển phản hồi lực. Điều này cho phép Parmitano vận hành từ xa cách xa 10.000 km (6.200 dặm) trong khi quay quanh Trái đất với tốc độ 8 km / s (28.800 km / h; 17.900 dặm / giờ).
Các thí nghiệm này, là một phần của chương trình Mạng hoạt động robot đa năng (METERON) đa năng ESA, đã diễn ra tại một nhà chứa máy bay tại Valkenburg ở Hà Lan - gần Trung tâm nghiên cứu khoa học và công nghệ châu Âu ESA (ESTEC). Thử nghiệm đầu tiên, diễn ra vào ngày 18 tháng 11, liên quan đến Parmitano hướng dẫn người đi qua một chướng ngại vật được thiết kế để trông và cảm thấy giống như bề mặt của Mặt trăng.
Các thử nghiệm đã xác nhận mạng điều khiển tinh vi cũng như các điều khiển, cung cấp cho các phi hành gia cảm giác chạm. Đối với thử nghiệm thứ hai, diễn ra vào ngày 25 tháng 11, liên quan đến việc người điều khiển di chuyển qua môi trường mặt trăng mô phỏng đầy đủ, nhặt và thu thập các mẫu đá. Thử nghiệm này đã đánh giá khả năng của một người điều khiển hoạt động từ xa để thực hiện các cuộc khảo sát địa chất về thế giới ngoài hành tinh.
Như kỹ sư ESA Kjetil Wormnes, người đang dẫn đầu chiến dịch thử nghiệm Analog-1, cho biết trong một thông cáo báo chí gần đây của ESA:
Hãy tưởng tượng robot như hình đại diện Luca Luca trên Trái đất, cung cấp cho anh ta cả tầm nhìn và cảm ứng. Nó được trang bị hai máy ảnh - một trong lòng bàn tay, một trong một cánh tay có thể điều khiển được - để Luca và các nhà khoa học ở xa quan sát môi trường và chụp cận cảnh những tảng đá.
Sử dụng thiết bị phản hồi lực Sigma 7 (cung cấp cho người dùng sáu bậc tự do) và một cặp màn hình, Parmitano đã hướng dẫn người đi qua những con đường hẹp để đến ba địa điểm lấy mẫu khác nhau và chọn đá để phân tích. Trong khi đó, một nhóm chuyên gia địa chất có trụ sở tại Trung tâm Du hành vũ trụ châu Âu (EAC) ở Cologne, Đức, đã liên lạc với anh ta và khuyên anh ta về những tảng đá nào là mục tiêu nghiên cứu đầy hứa hẹn.
Đây là lần đầu tiên loại công nghệ này được sử dụng trên ISS để điều khiển robot trên mặt đất. Nó cũng được xây dựng trên một dự án trước đây được thực hiện bởi ESA được thiết kế để làm quen với các phi hành gia với các nghiên cứu địa chất. Như Jessica Grenouilleau, trưởng dự án METERON tại Tập đoàn Hệ thống Khám phá ESA, đã chỉ ra:
Chúng tôi được hưởng lợi từ việc đào tạo Luca Luca trước đây thông qua chương trình Pangea của chúng tôi, mang lại cho các phi hành gia kinh nghiệm thực tế về địa chất. Nó giúp ích rất nhiều trong việc thảo luận hiệu quả giữa phi hành đoàn và các nhà khoa học.
Liên kết điều khiển hai chiều giữa rover và ISS đã được thực hiện nhờ các vệ tinh liên lạc được đặt trong quỹ đạo địa tĩnh (GSO). Các Parmitano này đã kết nối với EAC và vào nhà chứa máy bay nơi thử nghiệm diễn ra và với độ trễ (hoặc độ trễ thời gian) chỉ 0,8 giây. Nhờ giao diện mang tính cách mạng, Luca đã có thể cảm thấy robot chạm đất hoặc nhặt một hòn đá.
Phần cứng và phần mềm METERON được sử dụng trong các thí nghiệm này được phát triển bởi Phòng thí nghiệm tương tác người máy ESA, đặt tại Noordwijk, Hà Lan. Hỗ trợ được cung cấp bởi Viện Khoa học và Cơ điện tử Trung tâm Hàng không vũ trụ Đức (DLR), chịu trách nhiệm tích hợp phần mềm điều khiển và tối ưu hóa phản hồi của hệ thống để tính đến thời gian trễ.
Kỹ sư robot ESA Thomas Krueger, người đứng đầu Phòng thí nghiệm HRI, giải thích:
Đối với kịch bản khám phá này, liên quan đến độ trễ thời gian tương đối ngắn, chúng tôi đã có thể kết hợp các lợi thế tương đối của con người và robot: một con người vì khả năng xử lý các môi trường phức tạp và không có cấu trúc và ra quyết định, và một robot khéo léo có thể đối phó với môi trường khắc nghiệt và thực hiện chính xác các lệnh của toán tử.
Bằng cách nâng cao trải nghiệm của người vận hành với phản hồi lực và điều khiển trực quan, chúng ta có thể thực hiện các nhiệm vụ điều khiển robot trước đây không thể thực hiện được và mở ra các phương pháp khám phá không gian mới. Bây giờ chúng tôi rất muốn phân tích dữ liệu và phản hồi từ Luca để xem chi tiết về cách anh ấy thực hiện và tìm ra nơi chúng tôi có thể cải thiện và chuẩn bị các kế hoạch thăm dò trong tương lai.
Các thí nghiệm Analog-1 là thử nghiệm mới nhất trong một loạt các chiến dịch thử nghiệm robot-người METERON đầy thách thức liên quan đến ISS. Thử nghiệm phản hồi lực đầu tiên (liên quan đến một bậc tự do) đã diễn ra vào năm 2015 như một phần của thí nghiệm Haptics-1. Điều này đã được tiếp nối vào năm 2016 bởi thí nghiệm tự do hai cấp độ DLR từ Kontur-2. Tất cả những điều này lên đến đỉnh điểm trong những thí nghiệm tự do mới nhất, sáu độ này.
Bước tiếp theo sẽ diễn ra vào năm tới và sẽ liên quan đến một mô phỏng ngoài trời trong môi trường giống như Mặt trăng (nằm ở TBD vào lúc này). Đối với giai đoạn thử nghiệm này, người điều khiển sẽ thu thập và kiểm tra các mẫu đá cục bộ trong một kịch bản được thiết kế giống với nhiệm vụ bề mặt mặt trăng đầy đủ nhất có thể.
Khi các nhà thám hiểm robot được gửi tới Mặt trăng và Sao Hỏa trong tương lai gần, METERON sẽ cho phép các phi hành gia điều khiển họ khỏi môi trường quỹ đạo - như Lunar Gateway và Mars Base Camp - thay vì phải gửi tín hiệu từ Trái đất. Công nghệ này cũng sẽ cho phép khám phá các môi trường không thể tiếp cận hoặc có khả năng nguy hiểm mà các phi hành gia không thể tiếp cận.
Hãy chắc chắn kiểm tra video này của thử nghiệm Analog-1 mới nhất, theo lịch trình của ESA:
