Робонавт (Robonaut)

Робонавт   Robonaut - человекоподобный робот, являющийся проектной разработкой, осуществлённой Dextrous Robotics Laboratory (Лабораторией Проворных Роботов) Космического центра Джонсона НАСА (JSC) в Хьюстоне, Техас и Дженерал Моторс (всемирно известная американская автомобильная компания присоединилась к данному проекту в 2007г.) по кооперативному соглашению. Robonaut отличается от других подобных роботов тем, что изначально самые передовые космические системы робота (как например, роботизированная рука-кран и исследовательский вездеход  разрабатывались исходя из целей перемещения больших объектов с большой ловкостью.  
  Сердцевина идеи за серией Robonaut такова: иметь человекоподобную (гуманоидного типа) машину, работающую рядом с людьми, независимо от того, где они находятся в космосе или в заводских условиях Дженералс Моторс на Земле (комментарий: 1-й смысл - робот сам должен адаптироваться к наличию гравитации, либо отсутствии её, далеко идущая постановка задачи; 2-й смысл - робот и технологии двойного назначения). Определяющими факторами внешнего вида, функций, ловкости является то, что Robonaut разрабатывался для выполнения задач пользования космическими инструментальными средствами и функционирования в тех же средах в которых работают астронавты, в пределе стоит задача заменить человека и в первую очередь на опасных для жизни астронавта участках.
  Самая последняя версия Robonaut - R2, первый человекоподобный робот и первый робот США доставлен шатлом Дискавери (Discovery) как часть миссии STS-133 на МКС (Международная Космическая Станция) в Феврале 2011, чтобы стать там постоянным резидентом. Торс робота разработан, чтобы избавить космонавтов от рутинных операций на борту станции, а также ассистировать (а далее и дублировать) команде в открытом космосе в частности держать инструменты, используемые космонавтами.

космический робот   "Этот проект является выражением идеи, в которой будущее поколение роботов может обоюдно использоваться как в космосе так и на Земле, не как замена людям, но как компаньоны, которые могут выполнять ключевые поддерживающие роли," сказал Джон Ольсон (Olson), директор  Исследовательских Систем Интеграции Офиса в NASA Штаб-квартире города Вашингтон. " Комбинация потенциала людей и роботов является отличным примером суммы равной больше её составных частей (Комментарий. В общем когда 1+1>2, принцип синергии, то есть взаимного усиления при объединении). Это позволит нам уйти дальше и достигнуть большего, чем мы можем даже вероятностно представить себе сегодня." (Для увеличения нажмите на картинку)
  Тем не менее, Robonaut 2 не имеет требуемой защиты для существования за пределами космической станции, а предполагаемые расширения и модификации должны придать качества, позволяющие ему перемещаться относительно интерьера станции, а в будущем и вокруг конфигурации станции. Испытание робота на станции является важной промежуточной средой. R2 будет тестироваться в условиях микрогравитации  радиации на станции и электромагнитной интерференции. Работа на борту станции обеспечит данными как робот может работать рядом с космонавтами. Дальнейшее усовершенствование производится на Земле (причём нет планов возвращать на Землю запущенный экземпляр) по совершенствованию программного обеспечения и передаче его команде станции, чтобы скорректировать R2 и позволить ему выполнять новые задачи (на конец 2012 года данная задача выполнена, робот без изменения модификации в тестовом режиме занимается эксплуатационными задачами вакуумирования и очистки воздушных фильтров, выполняя измерение скорости воздуха перед отдушинами, что позволяет избежать возмущающих факторов как дыхание человека). R2 при подготовке к полёту подвергся расширенным испытаниям. В частности были проведены тесты работоспособности в условиях вакуума, вибрации и радиации совместно с другими процедурами, всё это принесло пользу и группе Дженерал Моторс. Данный автопроизводитель собирается использовать технологии R2 в будущих передовых системах безопасности машин, а также в приложениях на самом заводе-изготовителе. (Комментарий. Пример того как науку совмещают с бизнесом).
    Разработка робота началась с 1997 года, столь долгий срок объясняется тем, что НАСА приобретало значимые экспертные знания в технологии построения робота для космических приложений. НАСА указывало ещё в 2010 году: "Будущее совершенствование Robonauts в представлениях НАСА связано с переходом на более низкую орбиту МКС, и тогда R2 обеспечит данными испытаний о том, как он, робот, может работать рядом с астронавтами. (Комментарий. В общем-то это и было сделано в виде поэтапных испытаний. Скорей всего не защищены электроника и электромеханизмы от космического излучения и температур (низких в тени и высоких на освещённых поверхностях, проблемы теплоотвода на электронных компонентах в условиях разрежения) а перевод на более низкую орбиту МКС дал возможность снизиться ниже защитного поля Земли, что дало по крайней мере защиту по радиации.)  Робот может иметь различные уровни автономности и пока не весь диапазон человеческих движений сдублирован. Человеческая рука является уникальным универсальным средством и её искусственный аналог значительно уменьшит необходимость в специализированных разъёмах под инструменты, что важно, например, при геологических исследованиях. Существуют различные версии робота, использующие разные средства передвижения: 1) только торс, 2) с ногами, которые ещё в разработке, 3) на базе вездехода и 4) совмещение с сегвеем.
    NASA и GM имеют длинную, богатую историю партнерства в ключевых технологиях, начиная в 1960-х годах с разработки систем навигации для миссий Аполлона. GM  также сыграл деятельную роль в разработке Лунного Вездехода, первой машине использованной на Луне. "Экстремальные категории испытаний которым подвергнут R2 явились подготовкой, чтобы нам осмелиться отправить данного робота на Международную Космическую Станцию, данные испытания тождественны тем которым мы подвергаем свои машины и компоненты перед запуском в производство и являются наилучшим подтверждением нашего качества," сказал Алан Тауб (Taub), вице-президент глобальных разработок GM (Дженерал Моторс). "Работа, осуществленная посредством GM и инженерами NASA также поможет нам подтвердить (в русском языке тоже появился однокоренной англицизм - валидация) промышленную технологию, которая улучшит здоровье и безопасность работников нашего заводского производства GM по всему миру, а также безопасность автомобилей. Данные свойства обеспечиваются продвижением в элементах управления, сенсорах, технологии зрения (применительно к автомобилям это называется телематика). Партнерство между организациями как например, GM и NASA помогает гарантировать космические исследования, дорожные путешествия и производство, могущее стать стабильной защитой в будущем." (Комментарий. Похоже, что в условиях кризиса научный потенциал конвертируется в конкурентное преимущество и рекламу американских автомобилей здесь на Земле, хотя в задумках НАСА робот R2 предполагается или предполагался использоваться в будущем на Луне).
    По материалам англоязычной Википедии и сайта www.robonaut.jsc.nasa.gov.  На видео представлена одна из ранних версий Robanaut, но можно заглянуть внутрь головы и увидеть как управляется робот оператором посредством головных дисплеев и информационных перчаток, а также средство передвижения на сегвее. После просмотра подсвечиваются ещё несколько видео с более новыми и шустрыми модификациями робота.
   Для ускорения разработки R2 в 2012 году к проекту подключилась OSS (см. статью ниже www.oceaneering.com), то есть робот испытывается под водой в условиях гидроневесомости.
подводные испытания и макеты   Oceaneering (Океанная инженерия) (основано в 1964 г.) - мировой поставщик услуг по разработке и добыче месторождений нефти и газа на океанских  шельфах с фокусом на глубоководных приложениях для нефтегазовой индустрии. С помощью своих экспертных знаний и прикладной технологии, Oceaneering также обслуживает оборонное и авиакосмическое производство.
   Бизнес Oceaneering включает дистанционно управляемые машины, построенные на заказ специализированные подводные аппаратные средства,  инженерное и проектное управление, подводное вмешательство при установке и обслуживании оборудования, управление целостностью актива месторождений, не-разрушительные испытания и проверки, а также прыжки в воду с ручным управлением (люди).
   Космические Системы Oceaneering (OSS) концентрируются на разработке, внедрении и применении как новых, так и относительно отработанных технологий в отношении к проблемам работоспособности в космических и других жестких средах.
  OSS специализируется в проектах под «ключ» - разработке, производстве, удостоверении, эксплуатации, испытании и поддержке проектирования: системы термической защиты для ракет; оборудовании для людей при использовании в пространстве (космос - EVA и IVA); робототехнических систем для военных, космических и биологических научно-исследовательских приложений.  Мы также обеспечиваем специализированное проектирование и сервисную поддержку в таких областях как подготовка астронавтов, готовящихся в Лаборатории Гидроневесомости НАСА (NASA’s Neutral Buoyancy Laboratory) и Макетах космических кораблей.
   Океанские Космические Системы (Oceaneering Space Systems - OSS) играют ключевую роль в разработке следующего поколения роботов для использования в авиакосмическом, подводном, военном и автомобильном производстве. Robonaut 2 (R2) - ловкий антропоморфный (человекоподобный) робот, на базе которого будут построены роботы следующего уровня  более быстрые, более ловкие и более технологически продвинутые. Возможности рук этого нового поколения роботов будут превосходить пределы функциональных возможностей предшествующих человекоподобных роботов.
   Инженеры OSS  имеют всё необходимое оборудование управления, сенсорики и технологий зрения и продолжают обеспечиваться аппаратной, электрический, электронной и программной поддержкой для проектов NASA Космического Центра имени Джонсона в Хьюстоне, Техас.
   Многие системы и ситуации, которые требуют обслуживания и стороннего вмешательства в жестких средах, как например, спутники в космическом пространстве, прибрежные нефтегазовые платформы и даже артиллерийские орудия поля боя, никогда не разрабатывались из расчета быть обслуживаемыми другой машиной. Антропоморфный робот имитирует человеческую физиологию и сможет использовать инструментальные средства, разработанные для людей, чтобы выполнить безопасные и сложные действия в очень опасных средах.
   OSS обеспечивали услугами робототехнических испытаний NASA с 1989.  На начальной стадии работа фокусировалась на помощи NASA в разработке совместимых мест работы будущих возможных роботов и оборудования для сборки и эксплуатации Международной Космической Станции,  то есть МКС разрабатывалась изначально из возможности монтажа роботов для сборки самой же станции, где первоначально использовалась OSS, предусматривавшие процесс сборки МКС на Земле в гидроневесомости.  Позднее, OSS начала проверять проекты третьих сторон (не входящих в структуру NASA), используя разработанные ранее тесты NASA.  Результаты этих испытаний значительно и положительно уплотняли вероятность успеха в будущем на деятельности и обслуживании роботов на борту МКС (ISS).

27.07.2017