Hoe Robonauts Werken

{h1}

Robotastronauten zullen veel efficiënter in de ruimte kunnen werken dan mensen - leer hoe ze zullen werken!

Het is moeilijk om je een meer dramatische onderneming voor te stellen dan ruimtevaart, waarin dappere zielen zich in verbazingwekkende voertuigen verzegelen en door gecontroleerde explosies worden gelanceerd in een omgeving die vijandig is tegenover al het bekende leven - allemaal in de naam van wetenschap en menselijke durf.

Het landen van een ruimteschip op de maan zou niet hetzelfde zijn geweest zonder astronauten. Door hun commentaar deelden mensen op aarde die naar de korrelige zwart-witfoto's van het maanlandschap keken een verbinding met het eeuwige en met het buitenaardse. Hun reis begiftigde ons met een gemeenschappelijke ervaring die groter was dan alles wat Hollywood kon creëren, omdat het echt was.

Ruimtevaart eist zijn tol voor astronauten omdat het menselijk lichaam niet geschikt is voor de zware omstandigheden die de sferen buiten onze atmosfeer beheersen. In een capsule of shuttle moeten ruimtereizigers regelmatig trainen om het botdichtheidsverlies en spieratrofie veroorzaakt door langdurige perioden doorgebracht in microzwaartekracht te voorkomen. De bemanningscompartimenten moeten onder druk staan ​​met de juiste mix van ademende gassen en waterdamp, en systemen moeten die gassen laten circuleren en revitaliseren om de lucht ademend te houden. De temperatuur moet ook zorgvuldig worden geregeld, om maar te zwijgen van systemen om voedsel en water te leveren en afval te verwijderen.

gerelateerde artikelen
  • Spaced Out: Astronaut Quiz
  • Hoe lang kan een mens overleven in de ruimte?
  • Hoe Space Suits werken

Buiten treffen astronauten temperaturen die kunnen schommelen van 248 graden F (120 graden C) tot minus 148 graden F (min 100 graden C), en dat is vlak bij de aarde. De temperatuur van deep space daalt tot minus 454 graden F (minus 270 graden Celsius). Zonder de atmosfeer van de aarde om ze te beschermen tegen de straling van de zon, overleven astronauten door het dragen van omvangrijke ruimtepakken die miljoenen dollars per stuk kosten en niet praktisch zijn in een noodgeval. Als het International Space Station (ISS) door een voorwerp werd geraakt en onmiddellijk gerepareerd moest worden, dan zou het astronauturen vergen om zich voor te bereiden op een ruimtewandeling en reparaties uit te voeren [bron: Coulter, "Robonaut 2 ingesteld op lancering in februari"].

NASA en andere ruimtevaartprogramma's erkennen de broosheid van het menselijk lichaam en werken aan manieren om het meeste uit de tijd van hun astronauten te halen en tegelijkertijd hun blootstelling aan gevaar te verminderen. Een van de meer opwindende benaderingen die op dit moment aan de gang zijn, heeft geleid tot een nieuw soort astronaut, een die beter geschikt is om te overleven buiten ruimtevaartuigen.

In dit artikel zullen we meer te weten komen over de ontwikkeling van deze robotastronauten, of robonautsen hoe ze mensen in de ruimte zullen helpen.

Ik, Robonaut

Robotische sondes en zwervers reizen al naar Mars voordat we op de maan landden. In 1965, Mariner IV stuurde de eerste korteafstandsbeelden van de rode planeet terug. In 1997 heeft de verkenner rover gaf ongekende details over de atmosfeer en het oppervlak van Mars. Bovendien, wie kan de opmerkelijke bijdragen van vergeten Geest en Kans, de twee Mars-zwervers die in de zomer van 2003 zijn gelanceerd en zo hun oorspronkelijke missie hebben overtroffen?

NASA heeft zijn robotachtige astronauten gebaseerd op een humanoïde ontwerp. De eerste hiervan, Robonaut 1 (aka R1), gekenmerkt door een hoofd, twee ogen, twee armen en twee vijfcijferige wijzers. Ontwerpers beschermden het hoofd van R1 met een helm van epoxyhars en monteerden het hoofd op een scharnierende nek, waardoor het van de ene naar de andere kant kon draaien en op en neer kon kijken. Binnen de baanbrekende robonaut werden twee videocamera's afgeleverd StereoVision aan de operator en stelde R1 in staat om objecten te volgen. Stereovision bootst het menselijk zicht na door afbeeldingen van een rechter en linker "oog" (camera) en gebruik te vergelijken parallax - het schijnbare verschil in de positie van een voorwerp veroorzaakt door de verschillende kijkhoek van elk oog - om diepte te bepalen en beweging te detecteren. R1's armen waren in staat om meer bewegingsvrijheid te hebben dan menselijke armen en elk meer dan 150 sensoren te verpakken.

NASA begon met de bouw van R1 in 1997 en diende tot 2006 als een experimenteel platform in laboratorium- en veldproeven. Het was een succesvolle proof of concept, maar het verliet het lab nooit.

In 2006 tekende NASA een overeenkomst met General Motors om te produceren Robonaut 2 (R2). GM ontwikkelde op dat moment ook behendige robots en had met NASA samengewerkt aan de Lunar Rover. NASA onthulde R2 in februari 2010, en de robonaut reisde 24 februari 2011 naar zijn permanente huis op het International Space Station, op een van de laatste spaceshuttle-missies.

Net als R1 is R2 ontworpen om mensen te helpen en om herhalende, saaie of vermoeiende taken te automatiseren - zoals het opstellen van de gereedschappen en uitrusting die nodig zijn voor missies - waardoor astronauten zich kunnen concentreren op taken die alleen zij gekwalificeerd zijn om uit te voeren.

Zie R2 als R1-plus - kleiner, goedkoper, geavanceerder en in staat om de ontberingen van lancering en ruimtelijkheid te overleven. R2 levert meer dan 350 sensoren, waarvan er 40 wordt gebruikt om de omgeving te detecteren. Dat omvat vier camera's met zichtbaar licht in zijn ogen en een vijfde infraroodcamera in zijn mond om diepte-perceptie te helpen. De maag bevat 38 computerprocessors.Hoewel zijn kracht gelijk is aan R1's - hij kan ongeveer 20 kilo wegen (9 kilogram) - R2 is bedrevender met zijn handige aanhangsels: terwijl R1's handen verwant waren aan de gehandschoende handen van een astronaut, zijn R2's meer als niet-handgemaakt menselijke handen.

R2 kan een deken manipuleren, een envelop pakken en een halter pakken, maar de behendigheid is groter dan de som van de delen. Gebruikers kunnen de gezamenlijke stijfheid van R2 regelen, wat R2 een voordeel oplevert ten opzichte van typische "positioneel bestuurde" robots zoals assemblagerobots voor auto's, die geen "geven" in hun systemen hebben en zich perfect moeten opstellen om hun werk te doen. Zo'n robot zou slecht zijn in het plaatsen van een pen in een gat; zelfs een kleine foutieve uitlijning zou ervoor zorgen dat de pin in het gebied rond het gat wordt geslagen. R2 kan, omgekeerd, "naar huis" voelen, de haak zacht naar voren verplaatsen en kleine, schuivende correcties maken als deze niet goed uitgelijnd zijn, zoals een mens dat zou doen. De flexibiliteit van R2 maakt het ook veiliger voor zijn menselijke metgezellen, die zonder veel kracht de beweging kunnen stoppen en letsel voorkomen.

Dit zijn de specificaties voor Robonaut 1 en 2:

bestek Robonaut 1Robonaut 2
Hoogte6,23 voet (1,9 meter)3,33 voet (1,0 meter) (taille naar hoofd)
Gewicht410 pond (182 kilogram)330 pond (150 kilogram)
Structurele materialenMeestal aluminium met Kevlar en teflon padding om het te beschermen tegen vuur en puinVoornamelijk aluminium met staal, vernikkelde koolstofvezel en niet-metalen
RekenplatformPowerPC-processor38 PowerPC-processors
BesturingssysteemVxWorksVxWorks

Robonauten: de toekomst van de ruimte beheersen?

Voorbij NASA

Wat de toekomst van robonauten ook mag zijn, de concurrentie warmt op als een shuttle bij terugkeer.

  • Het Europees Ruimteagentschap werkt zijn Eurobot bij met vier wielen, twee armen, uitwisselbare wijzers met gereedschap, een geavanceerd navigatiesysteem, camera's en sensoren. Het bureau overweegt ook gedeeltelijk transformerende robots, zoals een rover met wielen die voeten worden.
  • China hoopt tegen 2012 een onbemande rover naar de maan te sturen en een robotmissie te starten om monsters tegen 2017 terug te brengen.
  • Japan heeft gezegd dat het een tweevoudige robot tegen 2015 op de maan wil zetten en tegen 2030 een maanbasis wil bouwen.

Robonaut 2 (R2) wordt, net als zijn voorganger, bestuurd met behulp van telepresence, waarbij een persoon - een astronaut of een operator bij missiecontrole - de robot op afstand begeleidt terwijl hij door zijn ogen kijkt via ingebouwde camera's. De operator kan handschoenen dragen om de handen van R2 te bedienen of de hoofdbewegingen van R2 regelen door een helm op afstand te dragen die is verbonden met het hoofd van de robot.

R2 is echter niet alleen maar een marionet. Net als de Mars-rovers opereert de robonaut ook onder gecontroleerde autonomie, wat betekent dat hij geladen is met opeenvolgingen van opdrachten (scripts) die hem vertellen hoe bepaalde taken autonoom moeten worden uitgevoerd. Een operator bewaakt de voortgang tijdens deze acties en kan indien nodig in realtime correcties aanbrengen. De hoop is dat R2 op een dag afstudeert van robo-trainee naar robo-medewerker en heel weinig observatie of richting behoeft.

Net als R1 bestaan ​​de hersenen van R2 uit een reeks PowerPC-processoren - een technologie die wordt gebruikt in andere ruimtetoepassingen - met het realtime besturingssysteem van VxWorks. NASA zegt dat deze combinatie flexibel computergebruik biedt en uiteenlopende ontwikkelingsactiviteiten ondersteunt. De systeemsoftware is geschreven in C en C ++. ControlShell-software ondersteunt het ontwikkelingsproces en biedt een grafische ontwikkelomgeving die het inzicht van onderzoekers in het systeem en de code verbetert.

Aanvankelijk zal R2 worden beperkt tot een laboratorium op het internationale ruimtestation ISS. Daar worden tests uitgevoerd met behulp van een reeks kaarten met schakelaars, knoppen en connectoren zoals die van de astronauten. Ingenieurs ter plaatse sturen hardware- en software-updates naar behoefte. Uiteindelijk zal R2 worden uitgerust met een poot of benen compleet met tenen die in de wanden van het station zijn ingebouwd, waardoor R2 kan klimmen terwijl de handen vrij blijven om apparatuur te dragen of taken uit te voeren.

Uiteindelijk zal R2 extravehicular activity (EVA) -apparatuur ontvangen en op ruimtewandelingen buiten het station kunnen gaan. Het zal dan in staat zijn om werkplekken op te zetten en de tijd die mensen buiten moeten doorbrengen te verminderen. Omdat het veel sneller naar de buitenkant kan gaan dan astronauten, kan R2 ook op noodsituaties reageren. NASA werkt aan een batterij (op dit moment moet R2 worden aangesloten) om het bereik van de R2 te vergroten, en toekomstige robonauts kunnen worden uitgerust met wielen of zelfs een jetpack voor verkennings- en onderhoudsmissies. Evenmin zullen vaardige robots zoals R2 zich beperken tot het verkennen van de ruimte: op een dag kunnen ze gevaarlijke locaties op aarde betreden in plaats van mensen, zoals vulkanen en kerncentrales.

Ga naar de volgende pagina voor meer robotlezingen die u misschien leuk vindt.

gerelateerde artikelen

  • Spaced Out: Astronaut Quiz
  • Hoe Space Suits werken
  • Hoe ruimtestations werken
  • Hoe lang kan een mens overleven in de ruimte?
  • Hoe Robotic Surgery zal werken

Meer goede links

  • Johnson Space Center
  • NASA Robonaut YouTube-kanaal
  • NASA Robotics startpagina
  • Robonaut 2 Homepage
  • RoboSapiens: Robonaut

bronnen

  • Chang, Kenneth. "NASA's Quest om een ​​robot naar de maan te sturen." The New York Times. 1 november 2010. (3 mei 2011)
    //nytimes.com/2010/11/02/science/space/02robot.html
  • Coulter, Dauna. "NASA schetst grote plannen voor humanoïde robot." NASA Science News. 29 april 2010. (4 mei 2011)
    //science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2010/29apr10_r2/
  • Coulter, Dauna. "Robonaut 2 gaat in februari van start." NASA Science News. 31 januari 2011. (4 mei 2011)
    //science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2011/31jan_r2/
  • Dean, Brandi. Public Affairs Office, NASA - Johnson Space Center. Persoonlijke correspondentie. 5 - 10 mei 2011.
  • European Space Agency. "Robots transformeren werk in de ruimte." 1 sept. 2010. (3 mei 2011)
    //esa.int/esaKIDSen/SEMKH5WNPBG_LifeinSpace_0.html
  • General Motors (via PR NewsWire). "Robonaut 2 arriveert bij International Space Station." The New York Times. 25 februari 2011. (2 mei 2011)
    //markets.on.nytimes.com/research/stocks/news/press_release.asp
    ? DocTag = 201102250900PR_NEWS_USPRXDE54767 & feedID = 600 &
    press_symbol = 27294563
  • Jha, Alok. "Maak kennis met Robonaut 2, assistent astronauten." The Guardian (VK). 2 november 2010. (3 mei 2011)
    //guardian.co.uk/science/2010/nov/02/robonaut-2-international-space-station
  • Mehling, Joshua. Robonaut projectingenieur. Persoonlijke correspondentie. 9 mei 2011.
  • Moseman, Andrew. "Japans consortium: we sturen een humanoïde robot om op de maan te lopen." Ontdek Magazine 80 Beats-blog. 4 mei 2010. (3 mei 2011)
    //blogs.discovermagazine.com/80beats/2010/05/04/japanese-consortium-well-send-a-humanoid-robot-to-walk-on-the-moon/
  • NASA. "Autonome werking van ISS Task Board." 18 februari 2011. (4 mei 2011)
    //youtube.com/watch?v=Z0k8YVTrXVs
  • NASA. "Human Space Flight: Environmental Control and Life Support System." (17 mei 2011)
  • NASA. "#NASATweetup: STS-133 Discovery - Robonaut 2 Demo Deel I." 4 november 2010. (5 mei 2011)
    //youtube.com/watch?v=Z78QUUioRzI
  • NASA. "#NASATweetup: STS-133 Discovery - Robonaut 2 Demo Deel II." 5 november 2010. (5 mei 2011)
    //youtube.com/watch?v=bJ187uUib2o
  • NASA. "#NASATweetup: STS-133 Discovery - Robonaut 2 Demo Deel III." 5 november 2010. (5 mei 2011)
    //youtube.com/watch?v=6sXHz3T9rn8
  • NASA. "#NASATweetup: STS-133 Discovery - Robonaut 2 Demo Deel IV." 5 november 2010. (5 mei 2011)
    //youtube.com/watch?v=69ttCyfgFAY
  • NASA. "NASA en GM nemen een gigantische stap vooruit in de robotica." 13 juli 2010. (5 mei 2011)
    //youtube.com/watch?v=hrxcJn_EcG4
  • NASA. "NASAFacts: Robonaut 2." (4 mei 2011)
    //nasa.gov/pdf/464887main_Robonaut2FactSheet.pdf
  • NASA. "NASA start R2 om lid te worden van ruimtestationbemanning." 13 juli 2010. (3 mei 2011)
    //youtube.com/watch?v=vfhS_st5ams
  • NASA. "Robonaut 2." (2 mei 2011)
    //robonaut.jsc.nasa.gov/
  • NASA. "Robonaut 2: A Dream Gerealiseerd." 2 maart 2011. (2 mei 2011)
    //youtube.com/watch?v=kepkSnrSec0
  • Vause, John. "China's ambitieuze plannen in de ruimte." CNN. 26 november 2007. (4 mei 2011)
    //articles.cnn.com/2007-11-26/tech/china.space.race_1_chang-e-helium-3-lunar-orbiter?_s=PM:TECH


Video Supplement: BME-VIK RobonAUT 2015 - visszajátszások.




Onderzoek


The 1975 North Dakota Ufo-Waarneming
The 1975 North Dakota Ufo-Waarneming

Metal Eten: Waarom Herroeping Van Het Lead Bullet-Verbod Slecht Is Voor De Gezondheid
Metal Eten: Waarom Herroeping Van Het Lead Bullet-Verbod Slecht Is Voor De Gezondheid

Science Nieuws


Noord-Amerikaanse Passie Voor Cafeïne, Duizend Jaar Oud
Noord-Amerikaanse Passie Voor Cafeïne, Duizend Jaar Oud

Genocide Regelt Ant Warfare
Genocide Regelt Ant Warfare

Vintage Bling: Ancient Celts Mag Glanzende Implantaten Hebben Gehad
Vintage Bling: Ancient Celts Mag Glanzende Implantaten Hebben Gehad

Leren Van De Kleinste Ecosystemen Op Aarde (Kavli-Hangout) - #2
Leren Van De Kleinste Ecosystemen Op Aarde (Kavli-Hangout) - #2

Glowing Slinky-Like 'Creature' Is Eigenlijk Een Massa Eieren
Glowing Slinky-Like 'Creature' Is Eigenlijk Een Massa Eieren

WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com