El 1 de mayo de 2009, después de cinco años en Marte, apareció espíritu vagabundo Se quedó atrapada en un lugar de arena fina (donde permanecería por el resto de su misión). El 13 de febrero de 2019, funcionarios de la NASA anunciaron que la hermana de Spirit, la Oportunidad Rover: completó su misión después de que una tormenta de polvo planetaria lo obligara a hibernar hace unos siete meses. y en marzo 2017Los curiosidad de Las ruedas del rover mostraban signos del primer choque, gracias a años de viajar por terreno accidentado. Estos son los riesgos de enviar misiones rover a otros planetas en busca de descubrimientos que puedan conducir a avances científicos.

Pero, ¿qué constituye un riesgo aceptable para una misión robótica y cuándo se justifica que los controladores de la misión los tomen? Resulta que un par de investigadores de Instituto de RobóticaFacultad de Ciencias de la Computación en Universidad de Carnegie mellon La CMU, con sede en Pittsburgh, ha desarrollado un nuevo enfoque para sopesar los riesgos frente al valor científico de enviar naves planetarias a situaciones peligrosas. Los investigadores ahora están trabajando con la NASA para implementar su enfoque para futuras misiones robóticas a la Luna, Marte y otros entornos potencialmente peligrosos en el Sistema Solar.

Equipo de investigación incluido David Wettergren, profesor investigador de RI, y Alberto Candela, ex doctor en robótica. Estudiante de RI y científico de datos actual en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA. El documento que describe su enfoque se titula “Una aproximación a la ciencia y exploración itinerante consciente del riesgoPresentado por Wettergreen y Candela en Conferencia internacional IEEE y RSJ sobre robótica y sistemas inteligentes – que tuvo lugar del 23 al 27 de octubre en Kioto, Japón.

Las expediciones robóticas miden el valor científico en función de su confianza en la interpretación de los datos minerales de los estudios de rocas. Si concluye que han determinado correctamente la composición mineral de las rocas sin necesidad de mediciones adicionales, puede decidir explorar en otro lugar. Si su confianza es baja, puede decidir continuar estudiando el área actual para mejorar la precisión de sus lecturas. Para su nuevo enfoque, Wettergreen y Candela combinaron modelos que sopesan el valor científico del área frente a cualquier riesgo potencial del rover.

Wettergren, quien ha trabajado en la exploración planetaria independiente durante décadas en la Universidad Carnegie Mellon, también se resume en la NASA. presione soltar:

“Analizamos cómo sopesar los riesgos asociados con ir a lugares difíciles frente al valor de lo que podría descubrir allí. Este es el siguiente paso en la navegación autónoma y la producción de más y mejores datos para ayudar a los científicos”.

Para medir los peligros, Wettergreen y Candela se basaron en un modelo que combina datos sobre el terreno y la composición física del terreno local para determinar qué tan difícil será para el rover llegar a su destino. Por ejemplo, un terreno inclinado con arena suelta (una de las principales preocupaciones en Marte) puede presentar un alto grado de riesgo, ya que el rover podría resbalar mientras intenta subir la pendiente y terminar enterrado. Esto es exactamente lo que le pasó a espíritu Rover en 2004 cuando se quedó atascado en una duna, sus ruedas patinaron cuando intentó moverse.

El equipo probó su marco utilizando una simulación basada en datos reales de la superficie marciana. Al navegar un rover simulado a través de estos terrenos, trazaron diferentes caminos en función de los diferentes peligros y luego evaluaron la ciencia que tenían estas misiones. “El rover funcionó muy bien por sí solo”, dijo Candela. “Incluso con simulaciones de alto riesgo, todavía hay muchas áreas para que la nave explore, y hemos descubierto que todavía estamos haciendo descubrimientos interesantes”.

Este nuevo enfoque se basa en trabajos que datan de la década de 1980, en los que los investigadores propusieron y demostraron métodos que permitirían a los rovers navegar por la superficie de otros planetas. Esto incluye Caballo amblador, un robot de seis patas de seis metros (aproximadamente 20 pies) de largo desarrollado por científicos de CMU y probado en la década de 1990. Este robot demostró cómo las misiones de la sonda pueden priorizar sus objetivos y trazar sus propios caminos en entornos extraterrestres, inspirando bases de prueba robóticas adicionales.

Ejemplos incluyen Serpiente de cascabelque es un robot de dirección deslizante de cuatro ruedas desarrollado por Laboratorios Nacionales Sandia Como base de pruebas para los programas de navegación lunar. Siguelo beduino, un vehículo experimental que se probó en el desierto de Atacama en el verano de 1997. Luego estaba Hyperion, un proyecto liderado por Wettergreen que construyó un rover diseñado para la exploración robótica sincronizada con el sol (SSRE), en el que un robot sigue al sol para conservar la energía solar. – Baterías alimentadas cargadas. Desde 2004, los investigadores de CMU han utilizado el carro Zoë como banco de pruebas para tecnologías de navegación y exploración autónomas.

Esto incluía una versión anterior del método desarrollado por Wettergreen y Candela. A partir de 2012, Zoë ha realizado pruebas en el desierto de Atacama, viajando cientos de kilómetros para probar sistemas autónomos de exploración y recolección de muestras. En 2013, el rover decidió perforar en un sitio que había descubierto microbios altamente especializados, lo que ilustra cómo los sistemas de autómatas pueden generar valiosos resultados científicos. En el futuro, Candela y Wettergreen esperan utilizar a Zoë para probar su nuevo método en el desierto de Utah. Como dijo Wettergreen:

“Nuestro objetivo no es excluir a los científicos, no excluir a una persona de una investigación. En realidad, el objetivo es permitir que el sistema automatizado sea más productivo para los científicos. Nuestro objetivo es recopilar más y mejores datos para que los científicos los utilicen en sus investigaciones”. investigaciones.”

También esperan que su investigación sea de gran valor para la futura exploración lunar, que incluye el tan esperado regreso a la Luna de la NASA (Programa Artemis). Anticipándose al envío de misiones tripuladas a la superficie lunar por primera vez desde la era Apolo, las misiones robóticas deben explorar el terreno local, explorar recursos y evaluar los peligros potenciales para los astronautas. Los científicos pueden utilizar el nuevo enfoque de Wettergreen y Candela como una herramienta para predeterminar rutas potenciales y sopesar los riesgos de viajar con el potencial de importantes descubrimientos científicos.

Su enfoque también podría ayudar a la próxima generación de vehículos itinerantes enviados a sitios remotos donde la intervención humana continua no es práctica. Esto incluye misiones de astrobiología a Europa, Titán y otros objetos que podrían revelar evidencia de vida extraterrestre. Para misiones más cercanas a casa, los sistemas autónomos que pueden evaluar los riesgos también proporcionarán controladores de misión para enfocarse en la interpretación de datos científicos.

Lectura profunda: Universidad de Carnegie mellonY el Explorar IEEE