ESA

El astronauta Frank Rubio a bordo de la Estación Espacial Internacional colaboró ​​con un pequeño equipo de robots en la Tierra para realizar una tarea compleja: una primera prueba de un nuevo enfoque para combinar capacidades humanas y robóticas para nuestro regreso a la Luna y más allá.

La prueba de telerobótica de dos horas de duración tuvo lugar en un entorno planetario simulado en el Centro Aeroespacial Alemán DLR en Oberpfaffenhofen, cerca de Múnich. Trabajando desde el módulo Columbus de Europa, el astronauta de la NASA Frank Rubio dirigió un trío de equipos robóticos para retirar un sismómetro de un módulo de aterrizaje lunar y colocarlo en el suelo para detectar terremotos lunares.

Frank sirvió como supervisor del equipo de robots, trabajando en base a "apuntar y hacer clic". Tomó el control directo según fuera necesario utilizando un dispositivo de retroalimentación de fuerza. Se combinó un brazo de módulo de aterrizaje robótico DLR con el robot humanoide Rollin' Justin de DLR y el rover Interact de cuatro ruedas y dos brazos de la ESA.

El objetivo es arrojar luz sobre lo que necesitan los astronautas cuando operan robots con distintos niveles de independencia, lo que se conoce como "autonomía escalable". Este enfoque permite a los astronautas tener más control sobre los robots.

En el escenario de prueba, el primero de la serie 'Surface Avatar', hubo que retirar un pasador atascado del módulo de aterrizaje antes de que Justin pudiera colocar el sismómetro. Mientras tanto, el rover Interact había sido dañado por un terremoto durante una operación de muestreo de superficie, por lo que Justin tuvo que recuperar la muestra que aún estaba atrapada en su pinza y colocarla en el módulo de aterrizaje.

En el evento, Frank completó todas las tareas a tiempo y al mismo tiempo brindó al equipo comentarios valiosos sobre las características de la interfaz de usuario y los robots. Se implementarán y validarán en la próxima sesión de Surface Avatar en enero de 2024.

Esta primera prueba abre el camino a una prueba de seguimiento de Surface Avatar con un equipo más grande de robots, que el astronauta danés de la ESA, Andreas Mogensen, planea realizar durante su misión Huginn a finales de este año.

Las distancias involucradas en los vuelos espaciales hacen que no sea práctico realizar el control remoto directo de robots en la Luna u otras superficies planetarias desde la Tierra. En cambio, la idea es que los astronautas en órbita controlen estos robots, para explorar y actuar en la Luna, y luego en otros entornos extraterrestres, sin el costo y el riesgo del aterrizaje.

"Nuestro proyecto METERON, emprendido con DLR, demostró la viabilidad de esta técnica de control de retroalimentación de fuerza desde la órbita local, ampliándose para trabajar con astronautas en la ISS y culminando en una campaña al aire libre en el entorno similar a la Luna del Monte Etna en Sicilia", explica Thomas Krueger, jefe del Laboratorio de Interacción Humano-Robot de la ESA, en colaboración con el Instituto de Robótica y Mecatrónica del DLR.

“Con Surface Avatar combinamos 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.

“Lo que queremos descubrir con estas pruebas es cómo se desempeñan los astronautas en la práctica. ¿Qué modo de control eligen? ¿Tienen conciencia situacional al ver el mundo a través de los ojos de múltiples robots? ¿Y qué juicios hacen en su cabeza sobre cómo actuar?

El escenario de prueba de Surface Avatar supone el entorno relativamente estructurado de una base de superficie planetaria, donde los robots ya saben cómo interactuar con algunos de los objetos que los rodean y con los otros robots en el lugar. Entonces, una pantalla de realidad aumentada produce una lista de opciones para que el controlador las seleccione.

Si la opción deseada no está disponible, entonces el astronauta cambia al control directo, sintiendo precisamente lo que experimenta el brazo robótico a través de un dispositivo de control de retroalimentación de fuerza, lo que permite un alto nivel de precisión.

"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", dice el investigador principal Neal Y. Lii del Instituto de Robótica y Mecatrónica del DLR. "Podremos utilizar nuestros robots en la superficie como sus avatares físicos y compañeros de trabajo inteligentes para ejecutar tareas cada vez más complejas".

Thomas está de acuerdo: "Esta colaboración entre humanos y robots allana el camino para futuras misiones y puestos avanzados permanentes en la Luna y más allá".

Surface Avatar es un proyecto ExPeRT de investigación y tecnología de preparación para la exploración que se lleva a cabo como parte del programa Terra Novae de la ESA.

Giorgio Magistrati, líder del equipo ExPeRT, comenta: “Para nuestros estudios, preparando futuros escenarios y misiones de exploración, estos experimentos prácticos brindan información valiosa sobre las tecnologías y conceptos operativos necesarios. También nos permiten identificar y cerrar brechas tecnológicas e iniciar actividades dirigidas de la ESA en consecuencia implementando la estrategia Terra Novae. La desafiante exploración de la Luna y Marte requiere colaboración internacional y los experimentos propuestos representan ejemplos valiosos de cómo las agencias pueden colaborar juntas con éxito”.

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