توسعه مدل جدید کامپیوتری که به ربات‌ها کمک می‌کند تا گردوغبار ماه را جمع‌آوری کنند [تماشا کنید]

یک مدل کامپیوتری جدید به خوبی گردوغبار ماه را شبیه‌سازی می‌کند. این ویژگی می‌تواند منجر به عملیات‌های راه دور ربات‌های قمری نرم‌تر و ایمن‌تر شود. این ابزار که توسط محققان دانشگاه بریستول و آزمایشگاه رباتیک بریستول ساخته‌ شده‌ است، می‌تواند برای آموزش فضانوردان قبل از ماموریت‌های ماه استفاده شود.

این تیم با همکاری شریک صنعتی خود، نسخه مجازی سنگلیت (نام دیگر غبار ماه) را بررسی کردند.

سنگ‌پوشه قمری برای مأموریت‌های اکتشافی آینده به ماه که در دهه آینده برنامه‌ریزی شده‌اند، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. دانشمندان توسط آنها می‌توانند منابع ارزشمندی مانند اکسیژن، سوخت موشک یا مواد ساختمانی را برای پشتیبانی از حضور طولانی‌مدت در ماه استخراج کنند.

برای جمع‌آوری سنگ‌پوشه، ربات‌های کنترل از راه دور به‌دلیل خطرات و هزینه‌های کمتر درمقایسه با پروازهای فضایی انسان، به‌عنوان یک انتخاب عملی ظاهر می‌شوند. بااین‌حال، عملکرد ربات‌ها در این فواصل بزرگ، تأخیرهای زیادی را به سیستم وارد می‌کند که کنترل آنها را دشوارتر می‌کند.

اکنون که تیم می‌داند این شبیه‌سازی رفتاری مشابه با واقعیت دارد، می‌توانند از آن برای بازتاب عملکرد یک ربات در ماه استفاده کنند. این رویکرد به اپراتورها اجازه می‌دهد تا ربات را بدون تاخیر کنترل کنند و تجربه‌ای روان‌تر و کارآمدتر را ارائه دهند.

نویسنده اصلی مطالعه، «جو لوکا»، توضیح داد: «آن را مانند یک بازی ویدیویی واقع‌گرایانه در نظر بگیرید که روی ماه تنظیم شده‌ است. ما می‌خواهیم مطمئن شویم که نسخه مجازی غبار ماه دقیقاً مانند واقعیت رفتار می‌کند. به‌طوری‌که اگر از آن برای کنترل یک ربات در ماه استفاده کنیم، آن‌طور که انتظار داریم رفتار می‌کند. این مدل دقیق، مقیاس‌پذیر و سبک وزن است، بنابراین می‌توان از آن برای پشتیبانی از مأموریت‌های اکتشافی آینده در ماه استفاده کرد.»

یک مدل شبیه‌سازی دقیق برای آموزش و توسعه اعتماد اپراتور به سیستم بسیار مهم است. درحالی‌که قبلاً برخی از مدل‌های دقیق از غبار ماه ساخته‌ شده‌ بودند، اما این مدل‌ها به‌قدری دقیق هستند که به زمان محاسباتی زیادی نیاز دارند و باعث می‌شود برای کنترل روان روبات بسیار کند شوند.

محققان مرکز هوافضای آلمان با توسعه یک مدل مجازی از سنگ‌لیت که چگالی، چسبندگی و اصطکاک آن و همچنین کاهش گرانش ماه را در نظر می‌گیرد، با این چالش مقابله کردند. مدل آنها برای صنعت فضایی محبوب است زیرا منابع محاسباتی سبک است و می‌تواند در زمان واقعی اجرا شود. بنابراین بهترین عملکرد را با مقادیر کمی از غبار ماه دارد.

هدف تیم بریستول این بود که ابتدا مدل را گسترش دهند تا بتواند سنگ‌لیت بیشتری را کنترل کند، درحالی‌که به اندازه کافی سبک وزن باشد تا در زمان واقعی اجرا شود.

لوکا افزود: «تمرکز اصلی ما در طول این پروژه بر افزایش تجربه کاربری برای اپراتورهای این سیستم‌ها بود. چگونه می‌توانیم کار آنها را آسان‌تر کنیم؟ ما با مدل اصلی مجازی توسعه‌یافته‌ شروع کردیم و آن را تغییر دادیم تا مقیاس‌پذیرتر شود. سپس، مجموعه‌ای از آزمایش‌ها را انجام دادیم. نیمی در یک محیط شبیه‌سازی‌شده، نیمی در دنیای واقعی تا بسنجیم آیا غبار ماه مجازی مانند واقعیت خود رفتار می‌کند یا خیر.»

از آنجایی که این مدل به اندازه کافی دقیق، مقیاس‌پذیر و سبک است تا در زمان واقعی مورد استفاده قرار گیرد، تیم بررسی خواهد کرد که آیا می‌توان از آن در هنگام جمع‌آوری سنگ‌لیت استفاده کرد یا خیر. آنها همچنین قصد دارند بررسی کنند که آیا سیستم مشابهی می‌تواند برای شبیه‌سازی خاک مریخ توسعه یابد که برای ماموریت‌های اکتشافی آینده مفید باشد یا خیر.