2023 年 7 月 25 日
- 美國宇航局宇航員弗蘭克·盧比奧在國際空間站同時控制地球上的多個機器人。他讓他們根據需要部分或完全自主地行動。
- 這種人機合作在世界上是獨一無二的，也是國際空間站新系列實驗的成功開始。
- 由 DLR 機器人和機電一體化研究所領導的 Surface Avatar 項目的具體目標是進一步開發協作機器人來支持宇航員。
- 研究方向：太空旅行、機器人、人機交互
探索太空、月球或火星——德國航空航天中心 (DLR) 正在為此目的開發遠程呈現機器人等關鍵技術。例如，遙遠星球上的機器人可以執行人類從軌道上的宇宙飛船命令的任務。位於奧伯普法芬霍芬的 DLR 的“表面阿凡達”任務團隊現在已經展示了這在未來如何發揮作用：在國際空間站ISS上，美國宇航局宇航員弗蘭克·魯比奧（Frank Rubio）一個人同時控制地球上的多個機器人，並讓它們或完全自主地行動。人類和機器人團隊之間的這種合作在世界上是獨一無二的，也是國際空間站新系列實驗的成功開始。Surface Avatar 項目由DLR 機器人和機電一體化研究所是與歐洲航天局ESA合作開展的。
“對於我們來說，關注人機協作方面非常重要，以便為宇航員提供最好的支持。為此，我們多年前開發了協作機器人技術，現在也廣泛應用於陸地站點。隨著人工智能領域的最新突破，機器人變得如此多功能和智能，以至於非機器人領域也可以輕鬆使用它們。”德國航天中心機器人和機電一體化研究所所長 Alin Albu-Schäffer 教授解釋道。
機器人團隊通過實驗追求兩個目標：首先，展示不同的機器人如何協同工作來完成太空任務的複雜任務。另一方面，該團隊正在研究如何對機器人進行遠程控制，以便它們可以根據情況隨時作為智能同事使用。
工作從手動到全自動
對於當前的實驗，火星景觀是在位於上普法芬霍芬的 DLR 站點的德國太空操作中心搭建的。在該場景中，三台機器人將作為人類的“先鋒”，在地球表面開展首次工作。宇航員弗蘭克·魯比奧（Frank Rubio）指揮國際空間站哥倫布艙的機器人，在兩個小時的測試時間內完成了所有任務：在 DLR 人形機器人Rollin' Justin的幫助下，他卸下了著陸器的貨物並安裝了地震傳感器。宇航員使用 ESA Interact Rover 來監測該區域，並使用 DLR 著陸器LAMA來支持科學活動。
作為一項全新的技術，盧比奧測試了具有可擴展自主權的控制器。因此，他能夠確定機器人應該獨立執行動作的程度。只需按一下按鈕，他就可以讓機器人完全自主地執行任務。宇航員還可以接管機器人作為化身，並像手工一樣執行單獨的工作步驟。為此，他使用了機器人命令終端（RCT），該終端結合了三個操作元素：他可以隨時看到單個機器人在屏幕上看到的內容，使用操縱桿控制運動，並且借助帶力反饋的交互設備，感受機器人在做什麼。感覺”。例如，當弗蘭克·魯比奧（Frank Rubio）飾演羅林·賈斯汀（Rollin' Justin）在模擬行星表面放置地震儀時，
地面和太空合作
RCT操作直觀，使宇航員很快就習慣了遙控。結果，他能夠在沒有幫助的情況下完成大部分任務。機器人團隊在奧伯普法芬霍芬的火星實驗室監控實驗，並與國際空間站上的美國人進行無線電聯繫。
“我們很高興能夠進一步為地球上的太空旅行者和專家提供廣泛的可能性，並從太空控制和管理由不同機器人組成的整個團隊。未來，我們將能夠使用地面上的機器人作為他們的物理化身，並作為智能工人來執行日益複雜的任務。”首席研究員 Dr. Neal Y. Lii，來自 DLR 機器人和機電一體化研究所。
歐空局項目負責人 Dr. 來自 ESA 人機交互實驗室的托馬斯·克魯格 (Thomas Krüger)。
哥倫布控制中心的同事為項目組提供支持，使他們能夠專注於技術工作。運營團隊負責滿足技術要求，並確保地面阿凡達和國際空間站上的其他活動得到協調。
未來的月球和火星
在成功的技術演示之後，接下來是下一步模擬的詳細評估和準備。Surface Avatar 設想至少進行三項實驗，間隔時間約為六個月，而且這些實驗正變得越來越廣泛和復雜。德國航天中心和歐空局的研究人員將有針對性地進一步開發機器人的能力和遙控指令。DLR 機器人Bert也將加入，他可以用四條腿像狗一樣的身體探索崎嶇的地形。“這是關於與宇航員一起演示和實踐智能機器人的使用，並繼續改進界面，以便在下一次登月和火星任務中使用該技術，”阿爾布-謝弗教授總結道。
機器人可以用在對人類來說太危險的地方。因此，如果沒有機器人的支持，太空探索任務是不可想像的。人機交互將在未來的任務中發揮更加重要的作用。研究人員正在從表面阿凡達實驗中獲取基本數據，例如延遲時間如何影響控制、失重如何影響宇航員的感知以及操作過程中會出現哪些挑戰。對於即將到來的月球門戶和其他月球或火星任務，表面阿凡達將顯著推進遠程機器人技術。