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研究人員測試新型遠程操作系統(tǒng),未來可遙控機器人在月球挖土

2024/10/21 15:10:23 來源:網(wǎng)易科技 作者:辰辰 責(zé)編:遠洋

10 月 21 日消息,遠程遙控的月球探測車可能很快就會登上月球工作。地面上的人可以通過虛擬化工具遠程操控探測車上搭載的設(shè)備,靈活采集樣本、挖掘月表或組裝其他設(shè)備。

英國布里斯托大學(xué)機器人實驗室的研究人員在位于牛津郡哈維爾市的歐洲航天局(ESA)歐洲太空應(yīng)用和電信中心測試了他們的新型針對月球探測車的遠程操作系統(tǒng)。他們通過虛擬化工具操控月球探測車,控制機械臂挖掘模擬月壤。這種方式不需要依賴攝像頭傳輸視頻信號,從而避免了由于地球和月球之間 1.3 秒信號延遲導(dǎo)致的攝像頭反饋滯后問題。未來,歐洲航天局計劃的“月光”項目衛(wèi)星可以中繼傳輸月球探測車的遠程操作信號。

布里斯托爾大學(xué)的喬?盧卡(Joe Louca)在一份聲明中說:“這種模擬系統(tǒng)可以幫助我們從地球上遠程操作月球機器人,避免信號延遲的問題?!?/p>

這套虛擬化模擬系統(tǒng)還整合了“觸覺”交互功能。換句話說,這套系統(tǒng)能夠給用戶提供觸覺,模擬出月壤在月球低重力下的觸覺特性。這讓遠程操作員能更好感知需要多大力才能挖掘出月壤,或者需要多大的力才能鏟起采集的樣本。目前,這種觸覺交互功能只能用在一些虛擬化的基礎(chǔ)任務(wù)中,比如壓實月壤或者用鏟子移動月壤,應(yīng)用范圍有限,尚未用于更復(fù)雜的任務(wù)。

盧卡說:“我們可以在這個模擬系統(tǒng)中調(diào)整重力的強度,并提供觸覺反饋,這樣就可以讓宇航員感知月球條件下月球塵埃的質(zhì)感和狀況,畢竟月球引力只有地球的六分之一?!?/p>

這套系統(tǒng)還可以用來訓(xùn)練未來登月的宇航員,為他們提供一個逼真的模擬環(huán)境,提前了解月面情況。

盧卡說:“其中一種用途可能是讓宇航員通過這套模擬系統(tǒng)來為即將到來的月球探測任務(wù)做準備?!?/p>

但盧卡說,在此之前還需要克服信任問題。先前的研究表明,用戶在操作虛擬化系統(tǒng)時存在心理障礙,主要擔(dān)心虛擬系統(tǒng)在現(xiàn)實中是否能夠如期表現(xiàn)出預(yù)期的效果。

盧卡的團隊對這套虛擬化系統(tǒng)的效率和可信度進行了量化分析。他們發(fā)現(xiàn),當(dāng)系統(tǒng)在采集模擬月壤時,效率達到了 100%,可信度為 92.5%;但倒出模擬月壤的可靠度略低。研究人員發(fā)現(xiàn),在移動模擬月壤時,可以通過限制鏟子的傾斜角度來精確完成這一操作。

雖然這套系統(tǒng)設(shè)計時主要考慮的是探月任務(wù),但原則上同樣的遠程操作技術(shù)也可以用于火星任務(wù)。特別是當(dāng)從火星車上取回樣本試管并裝載到另一輛從火星發(fā)射返回地球的飛行器時,這一技術(shù)可能會有幫助。

目前火星樣本返回項目的預(yù)算和時間表都已經(jīng)超出了控制范圍,美國國家航空航天局已經(jīng)請求業(yè)界幫助制定解決方案?;鸺龑嶒炇易罱A得了一份合同,對可能的解決方案進行詳細研究,回收毅力號火星車采集到的樣本。盡管遠程操作發(fā)揮作用可能還為時過早,但未來的月球、火星、小行星以及其他如彗星等巖石天體的樣本返回和探測任務(wù)都可能用上遠程操作。

“未來十年里,我們將看到多個載人和無人登月任務(wù),比如中國的嫦娥計劃和美國國家航空航天局的阿爾忒彌斯任務(wù),”盧卡說?!斑@種模擬系統(tǒng)可能是這些任務(wù)準備或執(zhí)行階段有價值的支持工具?!?/p>

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