ESA

国際宇宙ステーションに滞在するフランク・ルビオ宇宙飛行士は、地球上の少数のロボットチームと協力して複雑な任務を達成しました。これは、月への帰還とその先に向けて、人間とロボットの能力を組み合わせる新しいアプローチの最初のテストです。

2時間の遠隔ロボティクステストは、ミュンヘン近郊のオーバープファッフェンホーフェンにあるドイツ航空宇宙センター（DLR）の模擬惑星環境で行われた。 NASA の宇宙飛行士フランク・ルビオは、ヨーロッパのコロンバス実験室で作業し、月震を検出するために月着陸船から地震計を取り外し、地上に設置するよう 3 組のロボット資産を指示しました。

フランクはロボット チームの監督を務め、「ポイント アンド クリック」ベースで作業を行いました。 彼は、フォース フィードバック デバイスを使用して、必要に応じて直接制御を行いました。 DLR のロボット着陸アームは、DLR のローリン ジャスティン ヒューマノイド ロボットおよび ESA の 4 輪 2 アーム探査機 Interact と組み合わされました。

目標は、「スケーラブルな自律性」として知られる、さまざまなレベルの独立性でロボットを操作する際に宇宙飛行士が必要とするものを明らかにすることです。 このアプローチにより、宇宙飛行士はロボットをより詳細に制御できるようになります。

「Surface Avatar」シリーズの最初のテストシナリオでは、ジャスティンが地震計の位置を決める前に、着陸船から固着したピンを取り外す必要がありました。 一方、探査機インタラクトは地表サンプリング作業中に地震で損傷したため、グリッパーに引っかかったままのサンプルをジャスティンが回収して着陸船に載せる必要があった。

イベントでは、フランクはすべてのタスクを時間内に完了すると同時に、ユーザー インターフェイスとロボットの機能についてチームに貴重なフィードバックを与えました。 これらは、2024 年 1 月の Surface Avatar の次回セッションで実装および検証されます。

この最初のテストは、デンマークの ESA 宇宙飛行士アンドレアス・モーエンセンが今年後半のフギンミッション中に実施する予定の、より大規模なロボットチームによるフォローアップのサーフェスアバターテストへの道を開きます。

宇宙飛行には距離があるため、月や他の惑星表面にあるロボットを地球から直接遠隔制御することは非現実的です。 その代わりに、軌道上の宇宙飛行士にこれらのロボットを制御してもらい、着陸のコストやリスクを負わせることなく、月、その後は他の異星環境で探索して行動できるようにするという考えです。

「DLRと協力して実施したMETERONプロジェクトは、ローカル軌道からのこのフォースフィードバック制御技術の実現可能性を証明し、ISS上の宇宙飛行士との連携に拡大し、シチリア島のエトナ山の月のような環境での屋外キャンペーンで最高潮に達しました」と氏は説明する。 DLR のロボット工学・メカトロニクス研究所と提携している ESA のヒューマン ロボット インタラクション ラボの所長であるトーマス クルーガー氏は次のように述べています。

「Surface Avatar では、直接遠隔操作アプローチと監視された自律性を組み合わせて、複数のロボット アセットを制御して複雑なタスクを実行します。地球上の建築現場を想像してください。そこでは、クレーンがブルドーザーや掘削機と並んで大きなタスクを完了します。

「私たちがこのテストで知りたいのは、宇宙飛行士が実際にどのようなパフォーマンスを発揮するかということです。 彼らはどの制御モードを選択しますか? 彼らは複数のロボットの目を通して世界を見ることで状況認識を持っていますか? そして彼らはどのように行動するかについて頭の中でどのような判断を下しているのでしょうか？」

地表アバターのテスト シナリオは、惑星地表基地の比較的構造化された環境を想定しており、ロボットは周囲の一部の物体やその場にある他のロボットと対話する方法をすでに知っています。 したがって、拡張現実ディスプレイは、コントローラーが選択できるオプションのリストを生成します。

希望するオプションが利用できない場合、宇宙飛行士は直接制御に切り替え、フォースフィードバック制御装置を通じてロボットアームが体験するものを正確に感じ、高レベルの精度を実現します。

DLR ロボット工学・メカトロニクス研究所の主任研究員ニール Y. リー氏は、「地球上の宇宙飛行士や専門家に、宇宙でさまざまなロボットのチームを指揮し、管理するための幅広い可能性を与えることに一歩近づくことができて興奮しています」と述べています。 「私たちは地上でロボットを物理的なアバターや知的な同僚として使用して、より複雑なタスクを実行できるようになります。」