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GITAI的自主机器人手臂在国际空间站顺利完成功能演示

IEEE电气电子工程师 • 2 年前 • 293 次点击  

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去年晚些时候,日本机器人初创公司GITAI将其S1机械臂送至国际空间站,作为该公司太空机器人服务的一个重要里程碑,以测试其自主性。在国际空间站上,一切都进展得很慢,所以直到上个月,美国宇航局的宇航员才安装了S1臂,GITAI才能够使该系统正常运行。好消息是一切进展顺利,机械臂完成了GITAI希望它所能做的一切。


那么,商业自主机器人在太空的下一步是什么呢?GITAI的首席执行官告诉了我们他们正在做什么。


在这次技术演示中,GITAI S1自主空间机器人被安装在国际空间站的气闸内,并成功地完成了两项任务:组装用于空间组装(ISA)的结构和面板,以及操作用于车内活动(IVA)的开关和电缆。


在太空工作的优点之一是它是一个高度结构化的环境。微重力在某种程度上是不可预测的,但是你对物体的特征(甚至是光照)有一个很好的了解,因为上面的一切都是非常明确的。因此,像使用双指夹持器来完成相对高精度的任务是完全可能的,因为系统必须处理的变化很小。当然,事情总是会出错,因此GITAI还测试了休斯顿的teleop程序,以确保有人参与循环也是完成任务的有效方式。


由于完全自主比几乎完全自主要困难得多,偶尔的远程操作可能对各种空间机器人都至关重要。我们与GITAI首席执行官Sho Nakanose进行了交谈,以进一步了解他们的方法。


Q

IEEE Spectrum:你认为在国际空间站内工作的机器人应该有多大的自主性?

Sho Nakanose:我们相信95%的自主控制+5%的远程判断和远程操作是最有效的工作方式。在这次国际空间站演示中,所有工作都是在99%自主控制和1%远程决策的情况下进行的。但是,在国际空间站的实际操作中,会出现自主控制无法处理的不规则任务,我们认为这种不规则任务应该通过地面遥控来处理,因此我们认为最终约5%的远程判断和遥控比例将是最有效的。

Q

我相信你在把这个系统送到国际空间站之前,在地面上做了很多测试。在国际空间站上操作机器人与你在地球上做的测试有何不同?

Sho Nakanose:地面实验和国际空间站实验的最大区别在于微重力环境,但这并不是很难处理的。然而,国际空间站上的实验是一个我们从未去过的未知环境,它受到各种意外情况的影响,这些情况极难处理,例如,由于俄罗斯模块上的推进器点火实验失败而导致意外通信中断。然而,我们能够解决所有的问题,因为开发团队已经提前对异常情况进行了仔细的准备。

Q

看起来机器人正在使用为人类设计的设备执行许多任务。你认为设计像螺丝和控制面板这样的东西,让机器人更容易看到和操作会更好吗?

Sho Nakanose:是的,我想是的。与过去建造的国际空间站不同,预计人类和机器人将在未来建造的绕月空间站网关和月球基地合作。因此,有必要设计和实现一个易于人和机器人使用的接口。2019年,GITAI收到JAXA的命令,为一种便于人类和机器人在国际空间站和网关上使用的界面开发指南。

Q

你下一步要做什么?

Sho Nakanose:我们计划在2023年进行在轨车外演示,并在2025年进行月球演示。我们还在为几个客户开发空间机器人项目,我们已经收到了订单。


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