Neue Roboter mit Beinen, die entwickelt wurden, um im Team Planeten zu erkunden

Vergrößern / Roboter erkunden eine simulierte außerirdische Umgebung. ETH Zürich / Takahiro Miki

Obwohl Rover unglaubliche Entdeckungen gemacht haben, können ihre Räder sie aufhalten und unebenes Gelände kann zu Schäden führen. Nichts kann so etwas wie Perseverance ersetzen, aber manchmal nutzen Rover ein Bein nach oben und bekommen es vielleicht von einem kleinen Schwarm vierbeiniger Roboter.

Sie sehen aus wie riesige Metallkäfer, aber das Trio der ANYmal-Roboter, die von Forschern der ETH Zürich angepasst wurden, wurde in Umgebungen getestet, die dem rauen Mond- und Marsgelände möglichst nahe kommen. Gehfähige Roboter könnten zukünftige Rover unterstützen und das Risiko von Schäden durch scharfe Kanten oder Traktionsverlust in losem Regolith mindern. Die Beine von ANYmals helfen ihnen nicht nur im wahrsten Sinne des Wortes, Hindernisse zu überwinden, sondern diese Roboter arbeiten auch effektiver im Team. Sie sind jeweils auf bestimmte Funktionen spezialisiert, aber dennoch flexibel genug, um sich gegenseitig abzudecken – wenn einer ein Problem hat, können die anderen ihre Aufgaben übernehmen.

„Unsere Technologie kann es Robotern ermöglichen, wissenschaftlich transformative Ziele auf dem Mond und dem Mars zu untersuchen, die derzeit mit Roversystemen auf Rädern nicht zugänglich sind“, sagte das Forschungsteam in einer kürzlich in Science Robotics veröffentlichten Studie.

Ein Satz

Das Team der ETH Zürich hat jeden seiner drei halbautonomen Bots so konzipiert, dass er sowohl unabhängig als auch zusammen arbeitet. Sie waren für bestimmte Aufgaben spezialisiert genug, aber auch ähnlich genug, um sich im Falle eines Ausfalls gegenseitig zu ersetzen. Da sie nicht autonom arbeiten konnten, war eine gewisse Beteiligung von Wissenschaftlern und menschlichen Bedienern erforderlich.

Jeder Roboter war mit einem LiDAR-Sensor (Light Detection and Ranging) ausgestattet. Abgesehen von LiDAR und Beinen wies jedes Modell jedoch einige Unterschiede auf. Der Hauptzweck des Scout-Modells bestand darin, seine Umgebung mithilfe von RGB-Kameras zu untersuchen. Dieser Roboter verwendete auch einen anderen Bildgeber, um Regionen und Objekte von Interesse mithilfe von Filtern abzubilden, die verschiedene Bereiche des Lichtspektrums durchlassen. Während der Demonstration übermittelte der Scout seine Bilder an ein Team aus Planetenforschern und -betreibern, das entschied, welche Gebiete am besten für die Erkundung geeignet waren.

Das Scientist-Modell hatte den Vorteil eines Arms, der mit einem MIRA (Metrohm Instant Raman Analyzer) und einem MICRO (mikroskopischer Imager) ausgestattet war. MIRA konnte Chemikalien in Materialien, die auf der Oberfläche des Demonstrationsbereichs gefunden wurden, anhand ihrer Lichtstreuung identifizieren, während der MIC an seinem Handgelenk sie aus der Nähe abbildete. Der Hybrid lag irgendwo dazwischen und half dem Scout und dem Wissenschaftler, wissenschaftliche Ziele wie Felsen und Krater zu messen.

Das Dreamteam der Zukunft

Was dieses Team so erfolgreich machte, war die Redundanz. Obwohl jeder Roboter unterschiedliche Eigenschaften aufwies, hatten alle drei bestimmte Hardware- und Softwarefähigkeiten gemeinsam. Die Möglichkeit eines Ausfalls hat das Roboterdesign beeinflusst. Sollte eines davon in Schwierigkeiten geraten, könnten die redundanten Funktionen es einem der anderen beiden ermöglichen, es zu sichern und gleichzeitig ihre Spezialfunktionen für die Ausführung ihrer eigenen Aufgaben zu nutzen.

[eingebetteter Inhalt]

Die Roboter wurden auf einem Testgelände getestet, das der Oberfläche des Mondes ähnelt, und zwei, die der Oberfläche des Mars sehr ähnlich sind, alle Teil der ESA/ESRIC Space Resources Challenge (SRC) in Alzette, Luxemburg. Insbesondere erforschten die drei Roboter ein Analogon zum Mondsüdpol, wo die Artemis-3-Astronauten schließlich landen werden.

Es kann für Astronauten gefährlich sein, sich in bestimmte Gebiete zu begeben. Daher sind möglicherweise Roboter erforderlich, um gefährliche Gebiete zu erkunden. Aus diesem Grund wurden Roboter mit allem herausgefordert, von Kratern, Felsbrocken und losem Regolith bis hin zu Schichten aus erhärteter Lava, die als Mares bekannt sind.