Del espacio a la Tierra: cómo un astronauta en la ISS operaba robots terrestres

Las agencias espaciales a menudo piensan en el problema de cómo controlar las naves espaciales desde la Tierra, pero a veces es útil poder enviar comandos también en la otra dirección: que los astronautas en el espacio puedan controlar los robots en la Tierra. Esa es la idea detrás de una serie de pruebas de "Avatar de Superficie" que se están realizando en la Estación Espacial Internacional (ISS) para rastrear el método llamado telerobótica.

En 2023, el astronauta de la NASA Frank Rubio realizó una prueba, ubicado dentro del módulo Columbus de la estación. Pudo controlar tres robots que se encontraban en el Centro Aeroespacial Alemán (DLR) cerca de Munich.

Rubio controló el trío de robots para realizar una tarea similar a la que los astronautas podrían necesitar hacer en una misión a la Luna. Dirigió a los robots para que retiraran un instrumento llamado sismómetro, que detecta vibraciones bajo tierra de un módulo de aterrizaje lunar, y lo colocaran en el suelo, donde tendría que estar ubicado para hacer su trabajo y detectar terremotos lunares.

La idea no era sólo probar el aspecto de las comunicaciones, sino también ver cómo un controlador humano puede trabajar junto con robots que tienen cierto grado de autonomía.

"Con Surface Avatar, [estamos] combinando un enfoque de teleoperación directa con autonomía supervisada para controlar múltiples activos robóticos para realizar tareas complejas: imagine un sitio de construcción en la Tierra, donde una grúa podría trabajar junto a una topadora o excavadora para realizar una gran tarea, " dijo el jefe del Laboratorio de Interacción Humano-Robot de la Agencia Espacial Europea, Thomas Krueger.

En la prueba reciente, Frank Rubio controló los robots como un equipo: un brazo robótico de aterrizaje, un robot humanoide llamado Rollin' Justin y un rover llamado Interact. La variedad de formas y herramientas de robots ayudó a Rubio a realizar operaciones complejas durante la prueba, como quitar un pasador atascado o pasar un tubo de muestra para colocarlo en un módulo de aterrizaje.

Se planean más pruebas en la serie, con el astronauta danés Andreas Mogensen listo para operar varios robots de la ISS una vez que llegue allí. Esto lo incluirá operando el mismo robot humanoide y un "perro" robot que los ingenieros llamaron Bert.

Esta futura prueba implicará que Mogensen actúe como director del grupo, enviando comandos a cada robot para que realice una tarea particular mientras él supervisa la misión desde la ISS. El sistema utiliza entradas como un joystick que proporciona retroalimentación de resistencia para ayudar al operador a sentir las fuerzas de la gravedad.

Los robots tienen cámaras montadas que envían imágenes y vídeos a la ISS. Aunque hay un breve retraso en la comunicación de alrededor de 800 milisegundos entre la Tierra y la ISS, no es suficiente para causar un problema en las operaciones casi en tiempo real.

A los creadores de la prueba les gusta mantener en secreto los detalles de qué trabajo exactamente realizarán el astronauta y los robots para poder ver cómo responden a desafíos novedosos y si el equipo puede adaptarse a situaciones cambiantes, como tendrían que hacerlo en el pasado. una verdadera misión.

El uso de la telerobótica por parte de los astronautas es vital para futuras misiones, especialmente a la Luna. Debido al retraso de varios minutos en la comunicación entre la Tierra y la Luna, los controladores en tierra no pueden controlar los robots en la Luna en tiempo real. La idea es que los astronautas podrían estar en una nave espacial en órbita alrededor de la Luna, por ejemplo, y luego enviar robots exploradores a la superficie y controlarlos para realizar tareas como recolectar muestras científicas.

El mismo principio podría aplicarse a entornos más extremos, como Marte o incluso otros cuerpos planetarios. Esto sería especialmente útil para entornos que podrían ser potencialmente peligrosos para los astronautas humanos debido a factores como la temperatura, la radiación o el clima, que los robots podrían soportar mejor.

"Estamos entusiasmados de estar un paso más cerca de brindar a los astronautas y expertos en la Tierra una amplia gama de posibilidades para comandar y gestionar equipos de diferentes robots en el espacio", dijo el investigador principal del proyecto, Neal Y. Lii, del Instituto de Investigación DLR. Robótica y Mecatrónica. "Podremos utilizar nuestros robots en la superficie como avatares físicos y compañeros de trabajo inteligentes para ejecutar tareas cada vez más complejas".