Vi er stadig et par år væk fra de søde robotter i Måne eller interstellar der hjælper deres menneskelige opdagelsesrejsende. Men hvis vi ønsker at opbygge en base af Jorden, vil robot intelligens være vigtig for at sænke omkostningerne og bane vejen for astronauter, argumenterer Philip Metzger, en tidligere senior forskningsfysiker ved NASAs Kennedy Space Center.
I den sidste af en tredelt serie om at få en base klar på månen eller en asteroide, taler Metzger om trinene for at få robotter klar til arbejdet og hvilke barrierer der står i vejen for at udføre dette.
UT: En tabel i dit papir fra 2012 taler om trin i månens industri, startende med teleoperation og en "insektlignende" robotintelligens og derefter fortsætter gennem et par trin til "nøje overvåget autonomi" (muselignende) og til sidst “Næsten fuld autonomi” (abelignende) og “autonom robotik” (menneskelignende). Hvilke former for udvikling, og hvor meget tid / ressourcer vil det tage at gå videre med disse trin?
De fleste fremskridt inden for robot kunstig intelligens sker inden for software, men de kræver også fremskridt inden for computerkraft. Vi nævnte i papiret, at det virkelig kun er "muselignende" robotik, der er nødvendigt for at det kan få succes i et miljø, der er tæt på Jorden. Vi har brug for robotter, der kan samle en møtrik og skrue den på en bolt, uden at enhver bevægelse bliver beordret fra Jorden. Jeg tror, vi er på en bane for at nå disse niveauer af autonomi allerede for robotik her på Jorden. Jeg er mere bekymret for at udvikle robotter, der let kan laves i rummet uden en omfattende forsyningskæde. For eksempel er vi nødt til at opfinde en enkel måde at fremstille funktionelle motorer til robotterne ved at minimere samleopgaverne for robotter, der fremstiller de samme motorer, der er i sig selv.
Det er meget vanskeligt at estimere, hvor lang tid dette vil tage. Her er nogle vejledende ideer. For det første er robotik og fremstillingsteknologier allerede på en eksplosiv vækstkurve til jordbaseret anvendelse, så vi kan ride på coattails af denne vækst, når vi genanvender teknologierne til rummet. For det andet taler vi ikke om at opfinde nye muligheder. Alt, hvad vi taler om at gøre i rummet, bliver allerede gjort på Jorden. Alt, hvad vi skal gøre, er at finde ud af, hvilke apparatsæt der fungerer sammen som delvise forsyningskæder ved hjælp af rumressourcer. Vi er nødt til at udvikle en sekvens af delvise forsyningskæder, hver mere sofistikeret end den sidst, hver i stand til at udgøre en betydelig del af den næste masse. Det vil kræve innovation, men det er innovation med lavere risiko, fordi vi allerede har Jordens mere sofistikerede industri at kopiere.
For det tredje estimerer vi, at ting vil ske hurtigere, end de gør på kort sigt, men langsommere end de gør på lang sigt. Overvej hvor meget teknologi der har ændret sig i de sidste 200 år, og du vil være enig i, at det ikke vil tage yderligere 200 år at få dette gjort. Jeg tror, det vil være meget mindre end 100 år. Jeg satser på, at det vil ske inden for 50 år, og hvis vi prøver hårdt, kunne vi gøre det i 20. Hvis vi virkelig ville, og hvis vi lægger pengene op, tror jeg, vi kunne gøre det i 10. Men Jeg fortæller folk 20 til 50 år. Bare rolig, hvis du synes, det er for langsomt, fordi det sjove ved at gøre det kan starte med det samme, og vi vil gøre rigtig seje ting i rummet længe før forsyningskæden er færdig.
UT: Er det virkelig billigere og videnskabeligt levedygtigt at have en robotflåde af rumfartøjer end mennesker på grund af udviklingsomkostninger og vanskelighederne ved at gøre robotterne lige så effektive til at udføre arbejde som mennesker?
Det biologiske liv har brug for et sted som planeten Jorden. Mennesker har brug for mere end det; vi har også brug for en fødekæde, og i den endelige analyse har vi brug for en hel økologi af netværksorganismer, der er afhængige af hinanden. Og hvis vi ønsker at være mere end jægere og samlere, kræver civilisation endnu mere end det. Vi kræver den industrielle forsyningskæde: alle værktøjer og maskiner og energikilder, som vi har udviklet i løbet af de sidste 10.000 år.
Når vi forlader Jorden, er vi nødt til ikke at tage en beholder med luft til at trække vejret for at gentage de fysiske forhold på vores planet. Vi har brug for fordelen ved hele økosystemet og hele den industrielle base for at støtte os. Indtil videre har vi holdt os tæt på Jorden, så vi har aldrig rigtig "skåret de jordiske bånd." Vi tager en forbrugsmængde af mad og reservedele fra Jorden med os, og vi sender raketter til rumstationen, når vi har brug for mere. Selv ordninger til kolonisering af Mars afhænger af regelmæssige forsendelser af ting fra Jorden. Dette er de ting, der gør det dyrt at placere mennesker i rummet.
Roboter på den anden side kan tilpasses til at leve i rummiljøet med intet mere fra Jorden. De kan blive økosfæren og forsyningskæden i rummet, som vi mennesker har brug for. Under vores vejledning kan de transformere ethvert miljø analogt med, hvordan livet har transformeret jorden. De kan fremstille luft, rense vand og opbygge levesteder og landing pads. Så når vi ankommer, vil det være langt billigere, og det vil også være mere sikkert. Og dette vil frigøre os til at bruge vores tid i rummet på at gøre de ting, der gør os unikt menneskelige. På lang sigt vil robotter gøre pladsen langt billigere for mennesker.
Men ja, på kort sigt er der ting, vi kan gøre mere overkommelige i rummet ved at springe over udviklingen af robotindustrien. Vi kan skyde ud af missioner til forskellige steder, og når vi er færdige, kan vi trække hjem igen før alle dør. Men det opfylder ikke vores store potentiale som art. Det tager ikke civilisationen til næste niveau. Det muliggør ikke videnskabelig forskning med en milliard gange det budget, vi har i dag. Det redder ikke vores planet fra overforbrug og industriel forurening. Det bringer ikke hele menneskeheden op på den levestandard, som mange af os nyder i vest. Det gør ikke vores eksistens sikker i galaksen. Det terraformerer ikke nye verdener. Det tager os ikke til andre stjerner. Alle disse ting vil være mulige for næsten ingen yderligere investering, når vi betaler de små omkostninger ved opstartindustrien i vores solsystem. Det er prisen værd.
UT: Vi ser en 3D-printer gå på International Space Station, og Det Europæiske Rumorganisation har alvorligt talt om at bruge denne teknologi på Månen. Hvor tæt er vi faktisk ved at gøre dette?
Jeg kender til flere andre grupper, der også udvikler 3D-printere, der kunne arbejde på Månen eller Mars for at udskrive ting direkte ud af regolith. KSC Swamp Works forfølger en teknologisk tilgang og har opbygget en prototype, og professor Behrokh Khoshnevis ved University of South California forfølger en anden tilgang og har allerede trykt mange ting. Min ven Jason Dunn, der grundlagde Made In Space, som satte 3D-printeren i ISS, har et andet koncept, de forfølger. Mine venner på NASA har fortalt mig, at dette er sundt og har en portefølje af teknologier, der skal bruges i stedet for kun en.
For at være klar til missioner i rummet skal du gøre mere end at teste ting i et laboratorium. Du er nødt til at udføre test i fly med reduceret tyngdekraft for at se, om materialerne som regolith vil flyde ordentligt, i vakuumkamre for at sikre, at intet overophedes eller syltetøj, og i barske feltpladser som en ørken eller på en vulkan for at kontrollere for støvproblemer eller andet uventede effekter. Derefter er du klar til at begynde at designe den aktuelle version, der går ud i rummet, til at udføre den endelige kvalifikationstest, hvor du ryster den og bager den halvt ihjel, at samle og teste flyversionen og lancere den.
Så der er mange års arbejde foran os, før alt dette er gjort. NASAs retning er at sætte mennesker på Mars i midten af 2030'erne, så vi har også tid, og der er ingen hast. Hvis vi begynder at starte op i rumindustrien i den nærjordiske plads i rummet parallelt med at være klar til en Mars-kampagne, vil vi sandsynligvis begynde at teste regolith-printere på feltsteder og gøre dem interoperable med andet udstyr, før NASA i øjeblikket har brug for dem.
UT: Hvad er de største barrierer for robotundersøgelser på Månen og derover?
Budget er den eneste barriere. Men hvis vi tager et skridt tilbage, kan vi sige, at en mangel på vision er den eneste hindring, for hvis nok af os forstår, hvad der nu er muligt i rummet, og hvor revolutionerende det vil være for menneskeheden, vil der ikke være mangel på budget.
UT: Er der noget andet, du gerne vil tilføje, som jeg ikke har opdraget endnu?
Vi lever i en meget spændende tid, hvor disse muligheder åbnes for os. Det er spændende at tænke på den verden, vores børnebørn vil se, og det er spændende at tænke på, hvad vi kan gøre for at få det til.
Hver gang jeg taler om dette emne, kommer de unge i publikum bagefter og begynder at spørge, hvad de kan gøre for at blive involveret i rumfartsindustrien. De fortæller mig, at det er sådan, de vil bruge deres liv. Det får det svar, fordi det er så overbevisende, så logisk og så rigtigt.
Dette er den tredje i en tredelt serie om opbygning af en pladsbase. For to dage siden: Hvorfor min på månen eller en asteroide? I går: Hvor mange penge ville det tage?
