O Moveit Pro foi avaliado pela Jaxa como o backbone de planejamento e controle para retratos. | Fonte: Robótica Picknik
A Picknik Inc. recentemente fez uma parceria com a Agência de Exploração Aeroespacial do Japão, ou Jaxa, para mudar a maneira como a estação espacial internacional lida com carga e equipamento. O projeto faz parte da iniciativa da Organização e Transporte de Sistema Robótica da Jaxa e Transporte (retratos).
O objetivo era demonstrar um sistema robótico complexo e multi-armado capaz de executar tarefas de manipulação na microgravidade. Isso pode incluir qualquer coisa, desde rastreamento, troca de carga útil até o manuseio de sacolas de transferência de carga macias e flexíveis. Essas tarefas mundanas não são o uso mais valioso do tempo de um astronauta, disse Dave Coleman, fundador e diretor de produtos da Picknik, O relatório do robô.
“Alguns dos exemplos que eles citaram são apenas tarefas de manutenção de rotina”, disse ele. “Muitos desses astronautas têm Ph.Ds, ou são pilotos de caça super talentais, e você está pedindo que limpem aberturas de ar e superfícies limpas, ou para mover a carga quando precisam reabastecer.”
Cada hora do tempo de um astronauta no espaço pode custar até US $ 200.000, observou Coleman. “Existem tantas outras despesas que entram em treinamento, preparação e lançamento, e depois há o custo dos sistemas de apoio à vida”, continuou ele. “Então, tudo o que você pode fazer para aumentar os astronautas com robôs tem um enorme ROI.”
“Há um caso em que a meia de um astronauta flutuou em uma ventilação de ar e a entupia, o que é ruim para o sistema de apoio à vida”, disse Coleman. “Assim, você pode ter um robô para fazer uma tarefa de escolher e colocar isso. Há muitos e muitos casos de uso que a NASA e o lado da Jaxa estão procurando por um robô que ajude os astronautas”.
Com a última demonstração, a Jaxa esperava provar que seu sistema poderia atender às demandas de operações espaciais do mundo real e de alto risco com maior velocidade, robustez e prontidão para a implantação prática.
Picknik ajuda Jaxa a construir robôs para baixa gravidade
https://www.youtube.com/watch?v=xl2igfbrvom
Embora existam mais semelhanças do que diferenças nos casos de uso de terrestres e espaciais, muitos dos recursos específicos para robôs no espaço estão na camada de firmware. Enquanto Picknik não se envolve nessa área, a empresa com sede em Boulder, Colorado ainda tinha que criar um sistema usando Moveit Pro Isso pode operar em gravidade zero.
Coleman disse que os robôs terrestres, como um robô colaborativo típico, levam em consideração a gravidade em seus sistemas de controle. Mudar para a gravidade zero significa fazer uma mudança de baixo nível na maneira como você sintoniza seus controles, explicou. Depois de explicar essa diferença, as coisas funcionam da mesma forma.
O robô de Jaxa tem quatro braços e uma base não fixada e reconfigurável. Sem gravidade, o robô pode usar qualquer superfície para se estabilizar. Os japoneses Agência espacialO robô pode rastejar em torno de uma espaçonave, como uma aranha. Ele pode usar qualquer um de seus quatro braços para se estabilizar, normalmente nos trilhos que o ISS já tem para os astronautas humanos usarem.
“Você agarra essa grade de metal e, dependendo de qual apêndice está anexado, o ponto de fixação muda”, explicou Coleman. “Então, toda a matemática por trás dela se transforma e a cinemática inversa, todas essas coisas precisam ser muito dinâmicas e mudar com base em onde estão suas pernas.”
Moveit Pro permite iteração rápida
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Embora a Jaxa tenha testado uma versão de quatro braços do seu robô, o modelo de voo final usará uma configuração de três pernas. A modularidade e o controle adaptável são ainda mais críticos.
“Muitas empresas de robótica podem se mover rapidamente e fazer algumas suposições e fazer atalhos codificando o número de articulações”, disse Coleman. “Aproveitamos a abordagem mais difícil, onde todos os nossos sistemas de controle e algoritmos de controle se ajustam automaticamente a quantos graus de liberdade ou quantos apêndices você tem. Isso é realmente poderoso e permite prototipagem rápida”.
Projetar robôs para o espaço também significa receber preocupações adicionais de segurança.
“Você tem que fazer muito mais validação e verificação, porque se um robô dá um soco na sua estação espacial, isso é muito ruim para todos os humanos que moram lá”, disse Coleman. “É um sistema muito quebradiço lá em cima e, portanto, há muito mais verificações de segurança sobre a quantidade de força que está sendo exercida e a velocidade com que cada articulação pode ser executada”.
Picknik também garantiu que a funcionalidade de Human-in-the Loop fosse forte no sistema de Jaxa. A teleooperação em tempo real não é possível devido à latência entre o controle da missão e a ISS, e as agências espaciais preferem revisar todos os comandos, em vez de confiar na autonomia total, disse Coleman.
Coleman discute os planos futuros de Picknik em robótica espacial
https://www.youtube.com/watch?v=cxpxmtfx4hq
A Picknik está conversando com outros clientes baseados nos EUA que desejam criar manipuladores móveis semelhantes. Coleman disse que trabalhar com Jaxa ajudou a empresa a refinar sua abordagem.
Além disso, o Picknik adicionou recursos em torno do suporte a vários braços e alternando dinamicamente entre os quais estão ativos e quais são corrigidos. Tem sido trabalhando com Jaxa para amadurecer o tecnologia.
“Somos, reconhecidamente, ainda um pouco mais um programa experimental para Jaxa”, reconheceu Coleman. “Acho que seremos mais em seu aplicativo de segunda geração”.
Mas Picknik tem muitos outros projetos de robótica espacial no horizonte. Por exemplo, está trabalhando com a Força Espacial dos EUA em projetos de captura e luta por satélite. Também trabalha com a NASA em várias aplicações de superfície lunar.
NASA enfrenta incerteza à medida que Jaxa se move rapidamente
Com o governo atual planos Para cortar 24% do financiamento da NASA e eliminar 41 projetos científicos, o futuro da robótica espacial dos EUA está em fluxo. Apesar desses desafios, Picknik planeja continuar buscando aplicativos espaciais.
“Sempre tivemos duplo uso, então muitas aplicações não espaciais”, disse Coleman. “Esse é o pão e a manteiga do nosso negócio. Estamos fazendo muito progresso com alguns clientes interessantes no setor espacial. Ele se move lentamente e há muitos ataques e partidas”.
“Estamos tentando jogar o longo jogo de ser sustentável por meio de aplicativos não espaciais enquanto aguardam o tempo certo, o que pode levar vários anos”, acrescentou.
Há também outras dinâmicas de mudança no setor. Coleman disse que, com a nave espacial com amadurecimento da SpaceX e, com sorte, tendo suas primeiras missões reais, o custo do lançamento de cargas úteis comerciais pode cair. Isso tornaria mais econômico colocar os satélites em órbita, tornando a manutenção de satélite menos prioritária.
Enquanto a Space Robotics normalmente se move lentamente, Coleman observou que Jaxa se moveu rapidamente com retratos.
“Uma coisa que é muito legal nisso é o quão rápido eles estão se movendo”, disse ele. “O cronograma de lançamento é muito mais rápido que a maioria dos programas”.