Как роботы-пауки помогут человечеству освоить Луну: новый проект швейцарских ученых

Луна — это не только красивый объект на небе, но и ценный источник ресурсов, которые могут быть полезны для человечества в будущем. Чтобы узнать больше о лунных минералах и возможностях их добычи, Европейское космическое агентство (ЕКА) планирует отправить на Луну специальные роботы, которые смогут работать в команде. Эти роботы были разработаны швейцарскими учеными из ETH Zurich и показали свою эффективность на разных ландшафтах в Швейцарии и в Европейском центре инноваций по космическим ресурсам (ESRIC) в Люксембурге, где они стали победителями европейского конкурса лунных исследовательских роботов. В этой статье мы расскажем, как эти роботы работают, какие проблемы они решают и какие цели они преследуют.

Что уникального в этих роботах?

Эти роботы имеют форму пауков и называются ANYmal. Они созданы в ETH Zurich и оснащены разными приборами для измерения и анализа лунной поверхности. Они могут передвигаться по неровной местности, преодолевать препятствия и подниматься по склонам. Они также могут переносить различные нагрузки, например, дополнительное оборудование или образцы пород. Кроме того, они могут работать в разных режимах, например, в режиме пассивного следования за лидером или в режиме активного сотрудничества с другими роботами.

Ученые сделали три робота-паука: двух специалистов и одного генералиста. Один специалист-робот был научен составлять карту местности и определять геологию с помощью лазерного сканера и нескольких камер, некоторые из которых могли проводить спектральный анализ. Другой специалист-робот был научен точно определять породы с помощью спектрометра Рамана и микроскопической камеры. Генералист-робот мог делать то же самое, что и специалисты, но менее эффективно.

«Применение нескольких роботов имеет два плюса», говорит Филип Арм, аспирант группы под руководством профессора ETH Марко Хуттера. «Разные роботы могут одновременно выполнять разные задачи. К тому же, благодаря избыточности команда роботов может пережить отказ одного из членов команды». Избыточность в этом случае означает, что важное измерительное оборудование установлено на нескольких роботах. Другими словами, избыточность и специализация — это противоположные цели. «Найти правильный баланс между ними — это задача поиска оптимального решения», — говорит Арм.

Какие проблемы они решают?

Лунные исследования сталкиваются с множеством проблем и сложностей. Одна из них — это суровые условия на Луне, такие как экстремальные температуры, вакуум, солнечные вспышки, метеориты и пыль. Эти факторы могут повредить или уничтожить роботов и другое оборудование, поэтому необходимо разработать специальные материалы и защитные механизмы. Например, роботы-пауки из ETH Zurich имеют специальное покрытие, которое защищает их от перегрева и переохлаждения.

Другая проблема — это ограниченная связь с Землей. Луна находится на расстоянии около 384 тысяч километров от Земли, что означает, что сигнал между ними идет около 2,5 секунд. Это создает задержку в передаче данных и команд, что затрудняет управление роботами в реальном времени. Поэтому роботы должны быть способны к автономной работе и принятию решений без постоянного контроля со стороны операторов. Однако это также требует развития более продвинутых алгоритмов искусственного интеллекта, которые могут обрабатывать большие объемы данных и адаптироваться к различным ситуациям.

Какие цели они преследуют?

Лунные миссии имеют различные цели в зависимости от того, кто их проводит. Некоторые организации, такие как ЕКА или NASA, заинтересованы в научном изучении Луны, ее происхождении, эволюции и связи с Землей. Они также хотят узнать больше о лунных ресурсах и возможностях для будущего использования. Другие организации, такие как частные компании или страны-новички в космической отрасли, могут иметь коммерческие или политические интересы на Луне. Они могут стремиться к добыче лунных ресурсов или к демонстрации своих технологических возможностей и престижа.

В любом случае лунные миссии являются важным шагом для развития космической деятельности человечества. Они могут способствовать научному прогрессу, технологическому инновационному развитию, экономическому росту и международному сотрудничеству.