Rumudforskning næste grænse:Fjernstyrede robonauter

Som Japans anden kvindelige astronaut, der flyver op i Space Shuttle Discovery, Naoko Yamazaki forventede ikke at bruge en fjerdedel af sin tid på at støve, fodring af mus og udfører andre ringe opgaver.

Det kan koste mere end 430 millioner dollars om året at holde en astronaut i kredsløb, ifølge 3-årig startup kaldet Gitai Inc. Det er kun muligt at holde mennesker i live i det ydre rum på grund af de penge og indsats, der er brugt på at sikre deres sikkerhed. En måde at nedbringe omkostningerne og risiciene på er at sende en avatar – en fjernstyret robot.

"Der er brug for robotter, der kan hjælpe os, "Yamazaki, 49, sagde. "Til sidst, vi burde være i stand til at udføre disse opgaver på afstand eller få dem til at overtage helt."

Mens NASA åbner den internationale rumstation for private virksomheder og begiver sig ud på Artemis-missionen for at sende astronauter tilbage til månen, der er en voksende erkendelse af behovet for at holde udgifterne under kontrol, selvom rumudforskningsprojekter bliver mere og mere komplekse.

Det er her, avatarteknologier kommer ind i billedet. Som en dronepilot, en operatør udstyret med wraparound-skærme eller et virtual reality-headset vil være i stand til at flytte mekaniske arme eller en hel robot langt væk. Byggestenene findes allerede; Tricket er at bringe dem sammen med software for at få det hele til at fungere. Det er en af ​​grundene til, at markedet for rumrobotter forventes at nå $4,4 milliarder i 2023.

"Avatar-teknologier vil fremme vores mulighed for forskning i rummet enormt, " siger Anousheh Ansari, den første muslimske kvinde, der gik ud i rummet. Med de rigtige teknologier, "vi kan faktisk få det bedste fra begge verdener" af robotter og menneskelig nysgerrighed, intelligens og interaktivitet, hun sagde.

Sho Nakanose, administrerende direktør for Tokyo- og San Francisco-baserede Gitai, satser på, at han har den rigtige løsning. Han er ved at udvikle en robonaut, der kan betjenes fra Jorden, håndtering af opgaver, der normalt ville kræve en astronaut at gå ud i rummet.

"Vi vil se en æra, hvor mennesker vil arbejde i rummet, ikke bare at gå til rummet, " sagde Nakanose. "Vi vil have vores robotter til at skabe baser for Blue Origin og SpaceX."

Tidligere systemingeniør hos IBM, Nakanose rejste for at lancere en teknologistartup i Indien, og han byggede robotter på siden for sjov. Til sidst, han besluttede, at maskiner, der var specialbygget til at arbejde i rummet, havde potentialet til at blive en vigtig forretning i en industri, hvor rejseomkostningerne er skyhøje.

Kommerciel opsendelsesudbyder Space Exploration Technologies Corp., eller SpaceX, grundlagt af Elon Musk, bygget sin forretning for at nedbringe omkostningerne ved rumrejser. Raketter ved Hawthorne, Californien-baseret virksomhed kostede mindre end 60 millioner dollars pr. opsendelse til lavt kredsløb om Jorden, sammenlignet med mere end $400 millioner for en typisk lancering. Virksomheden arbejder også på at skære ned på omkostningerne ved at sende mennesker ud i rummet og til sidst etablere baser på månen og Mars.

Konkurrerende med ham er Amazon.com Inc. grundlægger Jeff Bezos, hvis eget Blue Origin rumfirma udvikler sine egne genanvendelige raketter til at sende folk ud i rummet, med et langsigtet mål om at bygge kredsende kolonier omkring Jorden.

Teoretisk set, robonauter burde være i stand til at fremskynde milliardærernes høje mål. Det er derfor, Nakanose konkurrerer om ANA Avatar XPrize, en global konkurrence, der har til formål at fremme udviklingen af ​​teknologien til brug i katastrofezoner, under vandet eller andre steder, der anses for at være for ugæstfrie eller farlige for mennesker. Ja, Ansari støttede en af ​​de første XPrizes til at anspore udviklingen af ​​prisbillige og genanvendelige rumfartøjer.

Ved at eliminere behovet for luft, opvarmning, mad og vand, der holder mennesker i live, rumudviklere kan reducere hyppigheden af ​​raketopsendelser og i stedet sende flere avatarer op, der hele tiden kan lave rumvandringer – i modsætning til mennesker – og samle rumstationer, bygge baser og vedligeholde rumfartøjer.

På dets kontor i Tokyo, Gitai har en mock-up af det indre af den internationale rumstation, med forskellige stik, hylder og udstyr monteret på en væg. En robot med hvide arme og sorte hænder drejer kontakter og håndterer eksperimentprøver. Bevægelserne virker nærmest menneskelige, sandsynligvis fordi der er en operatør 10 meter (33 fod) væk, iført headset og handsker, der transmitterer berøring. Prisen? Anslået $300, 000 til $500, 000 for hver avatar.

Gitai har rejst omkring 4 millioner dollars fra Spiral Ventures og andre støttespillere for at sende dele af dets udstyr ud i rummet næste år til test, i det, der bliver et fælles eksperiment med NanoRacks LLC, et Houston-baseret selskab, der tilbyder opsendelsestjenester og adgang til den internationale rumstation.

Opstarten er et af 77 hold, der klarede den første runde af XPrize-konkurrencen, som slutter i 2022. ANA Holdings Inc., Japans største flyselskab, bakker op om konkurrencen, og $10 millioner vil gå til vinderne og finalisterne. "Mobilitet, i vores definition, kræver ikke kroppe, " sagde Akira Fukabori, der overvåger konkurrencen.

David Locke, en direktør hos XPrize, påpeger, at brugen af ​​avatarer ikke kun er begrænset til rumudvikling. Fjernstyrede robotter kan bruges på steder, der er for farlige for mennesker, såsom en smuldret bygning, brændende skov eller en atomnedsmeltning.

Stadig, at få en jorddrevet robot til at fungere i det ydre rum er en skræmmende udfordring. I betragtning af de involverede afstande, der er normalt en tidsforsinkelse, som kan gøre operatører kvalme, et lignende problem set med virtual reality-maskiner. For at tackle udfordringen, Gitai arbejder på at gøre sine robotter delvist autonome, hvilket ville øge deres færdigheder og gøre det lettere for mennesker at betjene dem.

Rumavatarer ender sandsynligvis ikke med at ligne mennesker, sagde Masahiko Inami, professor i ingeniørvidenskab og menneskelig forstærkning ved University of Tokyo. Det ville koste for meget og være for omfangsrigt at transportere ud i rummet. De vil også arbejde i nul tyngdekraft, hvilket betyder, at ben ikke er en nødvendighed. "At fokusere for meget på at få avatarer til at se ud som om mennesker kan skubbe folk væk fra deres mål."

For eksempel, JAXA, Japans rumfartsagentur, udviklet en autonom sfære kaldet Int-Ball, der blev sendt op til rumstationen for tre år siden for at tage billeder. I stedet for at få astronauter til at tage billeder, enheden gjorde arbejdet, sparer omkring 10% af deres tid.

En anden løsning er at gøre det lettere for robonauter at udføre deres arbejde. Lunar Gateway, rumstationen, der udvikles til Artemis-programmet, vil sandsynligvis have lys og markører til at guide robotter, samt ladestationer til dem, sagde Yamazaki. "De vil bygge et miljø, der også er nemmere for robotter at arbejde."

©2020 Bloomberg News
Distribueret af Tribune Content Agency, LLC.