ESA

O astronauta Frank Rubio, a bordo da Estação Espacial Internacional, colaborou com uma pequena equipa de robôs na Terra para realizar uma tarefa complexa – um primeiro teste de uma nova abordagem para combinar capacidades humanas e robóticas para o nosso regresso à Lua e mais além.

O teste telerobótico de duas horas ocorreu em um ambiente planetário simulado no Centro Aeroespacial Alemão, DLR, em Oberpfaffenhofen, perto de Munique. Trabalhando a partir do módulo europeu Columbus, o astronauta da NASA Frank Rubio dirigiu um trio de recursos robóticos para remover um sismógrafo de um módulo lunar e colocá-lo no solo para detectar terremotos lunares.

Frank atuou como supervisor da equipe de robôs, trabalhando na base de 'apontar e clicar'. Ele assumiu o controle direto conforme necessário, usando um dispositivo de feedback de força. Um braço robótico de aterrissagem DLR foi combinado com o robô humanóide Rollin 'Justin da DLR e o rover Interact de quatro rodas e dois braços da ESA.

O objetivo é esclarecer o que os astronautas precisam ao operar robôs com vários níveis de independência, conhecidos como “autonomia escalável”. Essa abordagem permite que os astronautas tenham mais controle sobre os robôs.

No cenário de teste, o primeiro da série ‘Surface Avatar’, um pino preso teve que ser removido do módulo de pouso antes que o sismômetro pudesse ser posicionado por Justin. Enquanto isso, o rover Interact foi danificado por um terremoto durante uma operação de amostragem de superfície, de modo que a amostra ainda presa em sua garra precisou ser recuperada por Justin e colocada no módulo de pouso.

No evento, Frank realizou todas as tarefas no prazo, ao mesmo tempo que deu à equipe feedback valioso sobre os recursos da interface do usuário e dos robôs. Eles serão implementados e validados na próxima sessão do Surface Avatar em janeiro de 2024.

Este primeiro teste abre caminho para um teste subsequente do Surface Avatar com uma equipa maior de robôs, planeado para ser realizado pelo astronauta dinamarquês da ESA Andreas Mogensen durante a sua missão Huginn ainda este ano.

As distâncias envolvidas nos voos espaciais tornam impraticável realizar o controle remoto direto de robôs na Lua ou em outras superfícies planetárias a partir da Terra. Em vez disso, a ideia é que os astronautas em órbita controlem estes robôs – para explorar e agir na Lua e, mais tarde, noutros ambientes alienígenas, sem o custo e o risco de aterragem.

“Nosso projeto METERON, realizado com o DLR, provou a viabilidade desta técnica de controle de feedback de força a partir da órbita local, expandindo-se para trabalhar com astronautas na ISS e culminando em uma campanha ao ar livre no ambiente semelhante à Lua do Monte Etna, na Sicília”, explica Thomas Krueger, chefe do Laboratório de Interação entre Robôs Humanos da ESA, em parceria com o Instituto de Robótica e Mecatrônica do DLR.

“Com o Surface Avatar, combinamos uma abordagem de teleoperação direta com autonomia supervisionada para controlar vários ativos robóticos para realizar tarefas complexas: imagine um canteiro de obras na Terra, onde um guindaste pode trabalhar ao lado de um trator ou escavadeira para realizar uma grande tarefa.

“O que queremos descobrir com estes testes é o desempenho dos astronautas na prática. Que modo de controle eles escolhem? Eles têm consciência situacional ao ver o mundo através dos olhos de vários robôs? E que julgamentos eles fazem na cabeça sobre como agir?”

O cenário de teste do Surface Avatar assume o ambiente relativamente estruturado de uma base de superfície planetária, onde os robôs já sabem como interagir com alguns dos objetos ao seu redor e com os outros robôs no local. Portanto, um display de realidade aumentada produz uma lista de opções para o controlador selecionar.

Se a opção desejada não estiver disponível, o astronauta muda para o controle direto, sentindo precisamente o que o braço do robô experimenta através de um dispositivo de controle de feedback de força, permitindo um alto nível de precisão.

“Estamos entusiasmados por estar um passo mais perto de oferecer aos astronautas e especialistas na Terra uma ampla gama de possibilidades para comandar e gerenciar equipes de diferentes robôs no espaço”, disse o investigador principal Neal Y. Lii do Instituto DLR de Robótica e Mecatrônica. “Seremos capazes de usar nossos robôs na superfície como avatares físicos e colegas de trabalho inteligentes para executar tarefas cada vez mais complexas.”