Предсказание будущего улучшит дистанционное управление космическими аппаратами
Программа, которая может прогнозировать пути движения роботов, должна помочь освоить космическое пространство быстрее и эффективнее. Разрабатывающие её инженеры рассчитывают таким образом преодолеть ограничение по скорости передачи информации от Земли к космическому аппарату, работающему где-либо в Солнечной системе. Напомним, что скорость передачи сигнала не может быть выше скорости света, из-за чего команды порой доходят до устройства с задержкой в минуты и даже часы. В критических ситуациях и исследовательских миссиях это может быть весьма некстати.
"Оператор реагирует быстро, а ровер остаётся активным дольше, — поясняет учёный Джефф Норрис (Jeff Norris), курирующий инновационную миссию в Лаборатории реактивного движения NASA.
Для примера: расстояние между Землёй и Марсом создаёт двустороннюю задержку сигнала до 40 минут. В настоящее время инженеры посылают длинную строку команды один раз в день (например, для робота NASA Curiosity). После выполнения команд ровер должен остановиться и ждать следующей инструкции.
Так как отправка космических машин стоит несколько миллионов, а подчас даже миллиардов долларов США, их работа должна быть организована очень тщательно. Боясь ошибки или поломки важных инструментов, инженеры принимают решения, не раз оценив каждый шаг. Безопасность обеспечена, но такая аккуратность приводит к тому, что работа идёт очень медленно.
Например, в один день "Кьюриосити" может получить сигнал подъехать к скале. Затем, на следующий день, ему будет приказано разместить свои манипуляторы на этой скале. Проверить, достаточно ли крепок захват. Позже будет отдана команда пробурить эту скалу или исследовать её с помощью инструментов. Может, этот метод и безопасен, но весьма малоэффективен. "Посылая по команде в день, уже не приходится говорить о 10- или 20-минутной задержке, – говорит Норрис. – Здесь уже получается 24-часовое путешествие туда и обратно".
Норрис и его лаборатория (Human Interfaces Group) планируют улучшить скорость и производительность далёких зондов. Новый интерфейс будет представлять собой небольшие "призраки" самого ровера, симулирующий движение самой машины. Этот "призрак" поможет программному обеспечению лучше понять, где и в какой момент движения зонд будет находиться, где может встретить неожиданное препятствие. Интерфейс позволит управляющему ровера быстро обновлять решения и отправлять команды.
Например, ровер на Марсе получил команду проехать 100 метров. Но на середине пути его датчики заметили любопытный камень, который мог бы быть полезен для исследователей. Не дожидаясь, пока марсоход закончит свой путь, а затем получит приказ вернуться к любопытной находке, новый интерфейс даст операторам возможность сразу же переписать команды на направление.
Так как у каждого участка есть своя особенность, моделирование не может предугадать все детали вокруг зонда, так что интеллектуальная работа тоже потребуется.
"Если ровер оказывается на рыхлом песке, это уже отличается от твёрдых камней, — говорит инженер-программист Александр Мензис (Alexander Menzies), работающий над интерфейсом. – Когда мы тестировали программу, это было больше похоже на игру". Он даже разработал игровое видео, где участники-операторы получали очки за отправленные роботу команды.
По мнению создателей, новый интерфейс может быть использован уже в ближайшем будущем, возможно, даже на существующей технике марсоходов Curiosity и Opportunity. Однако в настоящий момент на орбите Красной планеты недостаточно спутников связи для обеспечения эффективной работы новой системы. Но вот при операции на Луне или во время захвата астероида будет осуществляться более постоянная связь с Землёй, так что временные задержки смогут сократиться.
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
