Når det kommer til rumforskning, er det robotter, der udfører det meste af arbejdet. Denne tendens vil fortsætte, når vi sender missioner til verdensoverflader længere og længere ind i solsystemet. Men for at robotter skal være effektive i de udfordrende miljøer, vi har brug for at udforske - som Saturns månetitan - har vi brug for mere dygtige robotter.
En ny robot, som NASA udvikler, kunne være det næste trin i robotundersøgelse.
Saturns måne Titan er på enhver planetvidenskabs liste over potentielle mål for efterforskning. Men enhver mission til Titan bliver nødt til at kæmpe med et miljø, som ikke er noget andet: skøre temperaturer, kryovolkaner, huler og søer og have - og regn - af flydende kulbrinter. I det miljø ville en MSL Curver-stil rover kæmpe.
NASA, altid et agentur, der ser på fremtiden, arbejder på noget, der kan imødekomme Titans udfordringer: en formskiftende robot, der består af flere mindre robotter, der kan samles selv.
I en pique af praktisk kalder de det Shapeshifter.
Shapeshifter er ikke en robot, men flere. De kalder dem 'cobots', og de enkelte cobots kan flyve, rulle på jorden og svømme, mens de er nedsænket. Dette gør Shapeshifter velegnet til at udforske Titan, den eneste andre verden i solsystemet med væske på overfladen.
Robotteknolog Ali Agha er JPLs hovedundersøgelse for shapeshifter. I en pressemeddelelse sagde han: ”Vi har meget begrænsede oplysninger om sammensætningen af overfladen <af Titan.> Klippet terræn, metan-søer, kryovolkaner - vi har potentielt alle disse, men vi ved det ikke med sikkerhed. Så vi tænkte på, hvordan man opretter et system, der er alsidigt og i stand til at krydse forskellige typer terræn, men også kompakt nok til at starte på en raket. ”
Holdet bag Shapeshifter inkluderer forskere fra Stanford og Cornell universiteter. Da de udviklede konceptet om en selvmonterende robot lavet af mindre robotter, kaldte de dem "cobots." Når de enkelte cobots går sammen, rulles prototypen sammen på overfladen som et slags enormt hamsterhjul. Når missionen opfordrer til det, kan de enkelte cobots adskille sig fra helheden og flyve eller svømme til deres mål. I det mindste er det sådan, det er forestillet i denne tidlige, 3D-trykte prototype, der testes hos JPL.
Den version af Shapeshifter, der testes lige nu, er semi-autonom, men hvis ideen kommer til udførelse, bliver den nødt til at samles autonomt uden at vente på individuelle instruktioner fra Jorden. Med fremskridt inden for AI og robotik er det sandsynligvis lige rundt om hjørnet.
Shapeshifter udvikles under NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC) -programmet. NIAC leverer gradvis finansiering til avancerede, visionære koncepter, til at tage futuristiske ideer og pleje dem mod det praktiske. NIAC står bag Titan Submarine, Triton Hopper og andre projekter.
Selvom Shapeshifter bare er en 3D-trykt konceptuel maskine lige nu, er det en klar indikation af den retning, som robotudforskning tager. Der er alsidighed i denne tilgang, som er velegnet til at udforske fjerne steder som Titan. Ved siden af denne multi-bot alsidighed er muligheden for en type indbygget redundans: hvis en cobot ikke fungerer korrekt eller ikke fungerer af en eller anden grund, truer den ikke nødvendigvis hele missionen.
Shapeshifter ville ikke være alene om Titan. Det ville være en del af et større mission design, der inkluderer et møderskib. Mødreskibet ville være på overfladen og kunne tjene som en energikilde for Shapeshifter. Da Titans atmosfære er så tæt og uklar, og det er så langt fra solen, ville en mission til Titan sandsynligvis blive drevet af en radioisotop termisk generator (RTG.) De små cobots ville sandsynligvis være batteridrevet og ville oplade sig selv med en RTG fortsatte moderskibet.
Men de mindre cobots ville også støtte moderskibet. Da Titans atmosfære er så tæt, er flyvningen lettere end her på Jorden. Hovedundersøgelsesleder Ali Agha siger, at cobots ville være i stand til at arbejde sammen for at løfte moderskibet og transportere det til nye lokationer. Det ville kun bidrage til Shapeshifter's alsidighed.
”Det er ofte tilfældet, at nogle af de sværeste steder at komme til er de mest videnskabeligt interessante, fordi de måske er de yngste, eller de er i et område, der ikke var godt kendetegnet fra kredsløb,” sagde Jason Hofgartner, JPL-leder videnskabsmand til Shapeshifter. "Shapeshifters bemærkelsesværdige alsidighed giver adgang til alle disse videnskabeligt overbevisende steder."
Agha beregner, at 10 cobots let kunne løfte en lander på størrelse med Huygens (ca. 9 meter eller 3 meter bred) og forsigtigt føre den til forskellige steder.
NASA har allerede annonceret en mission til Titan med sin Dragonfly rotorcraft. Dragonfly kan ikke svømme, men det kan flyve til forskellige steder og foretage luftbårne målinger samt udføre overfladebetjening. Denne type alsidighed er ideel til at udforske Titan, og Shapeshifter er endnu mere alsidig.
Det er for tidligt at sige, om Shapeshifter eller noget lignende vil være den næste planlagte mission til Titan. Men det vil ikke være overraskende, hvis en robot, der stammer fra Shapeshifter, en dag ender rundt i Titan ved at flyve, rulle og svømme.
Mere:
- Pressemeddelelse: NASA Designing Shapeshifting Robots for Saturn's Moons
- Space Magazine: NASA vender tilbage til Saturns Moon Titan, denne gang med en kerne-batteridrevet quadcopter
- NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC)
