Crédito de imagem: ESA
Um dia, enxames de robôs cooperantes explorarão um dos mundos mais intrigantes do sistema solar? James Law, um engenheiro que é estudante de doutorado na Universidade Aberta, apóia a idéia de que o uso de equipes inteiras de exploradores robóticos trabalhando juntos oferece vantagens distintas, especialmente quando se trata de enfrentar os desafios apresentados por organismos remotos como Europa e Titan. Em uma apresentação na quarta-feira, 31 de março, no Encontro Nacional de Astronomia da Royal Astronomical Society da Open University, ele revisará algumas idéias atuais sobre a tecnologia de robôs cooperativos e sugerirá como ela pode ser aplicada a uma missão Titan com um conceito de ' Domine o robô que controla um grupo de 'Escravos'.
Dos 17 pousadores enviados para investigar Marte, apenas 5 sobreviveram para realizar suas missões. Apesar disso, os cientistas já estão procurando seus próximos alvos planetários, com a lua de Saturno, Titã, e a lua de Júpiter, Europa, sendo possibilidades distintas. Dadas as maiores distâncias envolvidas e as condições climáticas extremas, como pode aumentar a probabilidade de uma missão robótica de superfície bem-sucedida? Embora os robôs robóticos tenham se tornado a escolha preferida em relação aos aterrissadores estáticos, devido à sua maior versatilidade, a adição de sistemas de movimento aumenta seu peso e reduz a confiabilidade desses mecanismos já complexos.
Vantagens do trabalho em equipe
Uma alternativa, proposta em 1989 por Rodney Brooks, do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, está finalmente se concretizando - a idéia de substituir rovers solitários por enxames de robôs cooperativos. Com equipamentos científicos distribuídos uniformemente entre eles, cada veículo espacial pode ser menor, mais leve e menos complexo. Esses robôs podem trabalhar juntos ou independentemente, a fim de completar os objetivos da missão.
Essa abordagem tem várias vantagens distintas. Os custos de lançamento podem ser reduzidos e os desembarques leves são alcançados com a entrega de cargas úteis mais leves. A robustez é aprimorada, pois uma falha crítica em qualquer veículo móvel é isolada do resto. Embora a perda de um veículo espacial possa restringir as capacidades do enxame, não é provável que resulte no término da missão. De fato, em muitos casos, o veículo espacial afetado ainda poderá desempenhar um papel útil, embora limitado.
Os enxames robóticos permitem uma variedade de novas missões, como medições simultâneas em grandes áreas, úteis no monitoramento climático e na sísmica, ou em vários experimentos realizados simultaneamente por diferentes robôs. Os veículos móveis também podem trabalhar juntos para acessar áreas de maior interesse científico, por exemplo, rochedos. James Law cita David Barnes, da Universidade de Gales, em Aberystwyth, que está desenvolvendo um enxame de aerobots - robôs voadores que podem ser usados para mapear terrenos ou implantar pequenos micro rovers. Outro benefício do uso de pequenos rovers cooperativos é que robôs adicionais podem ser lançados e integrados ao enxame para estender uma missão, permitindo novos experimentos ou a substituição de rovers perdidos e danificados.
Robôs para Titan
Em sua palestra, James Law apresentará sua própria visão de missão a Titã. Embora tenhamos que esperar pela sonda Huygens, que deve pousar em Titã no início do próximo ano, para descobrir a verdadeira natureza da superfície de Titã, é provável que ela seja misturada. "Nessa situação, uma configuração de robô Master-Slave com uma variedade de modos de transporte pode ser favorável", sugere ele. "Um operador de aterrissagem 'Master', que fornece energia e comunicações, fornece um posto avançado para vários pequenos rovers e balões" escravos ". O módulo de aterrissagem seria equipado com uma variedade de pacotes científicos, que poderiam ser distribuídos entre seus robôs escravos, dependendo do ambiente ao redor do local de aterrissagem. Esses robôs subordinados são capazes de agir de forma cooperativa - por exemplo, para cavar e imaginar uma vala para investigar suas camadas geológicas - ou por conta própria, analisando ou coletando amostras e devolvendo-as ao operador de aterrissagem para uma análise mais aprofundada. Os rovers retornariam ao módulo de aterrissagem para recarregar suas baterias e alterar suas cargas científicas. Os robôs capazes de operar em um ambiente líquido podem ser dispersos em qualquer mar de Titã para medir o movimento das ondas, talvez por balão, e depois sacrificados, por "afogamento", para medir condições abaixo da superfície ".
Explorando Europa
Entre os esquemas propostos por outros que James Law revisará, há um para a exploração da Europa, elaborado por Jeff Johnson, da Open University, e Rodney Buckland, da University of Kent. Ele envolve robôs auto-organizadores de IMA, ou soimars, pequenos robôs em forma de cubo, cada um carregando um dispositivo de imagem de pixel único (como um fotodiodo) e pesando apenas 10 gramas. Cada um é capaz de se comunicar com seus vizinhos e é capaz de se mover na água, usando pequenos parafusos de propulsão. Um enxame desses pequenos robôs poderia ser implantado em um oceano sub-superficial na Europa para criar uma imagem do ambiente.
Uma nave de transporte contendo instalações de comunicação e energia aterrissaria na crosta de Europa e liberaria um dispositivo de penetração no gelo contendo os soimars. Este dispositivo atravessaria o gelo e lançaria os soimars no oceano. Os soimars se auto-organizam em uma pilha, alinhando seus dispositivos de imagem. Ao nadar cooperativamente, a pilha varre uma área sob o gelo. Se um único dispositivo de imagem falhar, o soimar defeituoso é simplesmente liberado e o enxame se reorganiza para formar uma matriz sem erros. Isso também permite que mais soimars, talvez de carregadores subseqüentes, se juntem ao enxame e melhorem a resolução da imagem. Nesta configuração, os soimars estão fisicamente conectados um ao outro. Um uso alternativo seria equipá-los com sensores de toque e fazê-los nadar como uma nuvem dispersa ao longo do fundo do oceano, mapeando sua elevação. Uma simulação foi desenvolvida na Universidade Aberta para demonstrar o comportamento auto-organizado do enxame.
Uma força de trabalho mecânica para Marte
O Laboratório de Propulsão a Jato (JPL) tem pesquisas em andamento sobre equipes de robôs cooperativos, incluindo equipes de trabalho de robótica para transportar itens grandes, equipes de escavação robótica e robôs que podem fazer rapel uns dos outros em rochedos íngremes. Um objetivo deste trabalho na JPL é implantar uma força de trabalho robótica em Marte para construir instalações de mineração e refino, que fornecerão combustível para futuras missões humanas. Com propostas para desembarcar homens em Marte e, eventualmente, locais mais distantes, essas equipes de trabalho robóticas serão indispensáveis na investigação dos destinos e na criação de postos avançados para apoiar nossa chegada.
Fonte original: Comunicado de imprensa da RAS
