Bu sanatçının ekmek kırıntısı senaryosu izleniminde, otonom gezicilerin bir yörünge aracıyla veya zeplinle teması sürdürmek için girişte kalan bir ana gezici tarafından konuşlandırıldıktan sonra bir lav tüpünü keşfettikleri görülebilir. Kredi: John Fowler/Wikimedia Commons, Mark Tarbell ve Wolfgang Fink/Arizona Üniversitesi
Arizona Üniversitesi mühendisleri, otonom araçların astronotlar için yer altı yaşam alanlarını keşfetmesine olanak tanıyan bir sistem geliştirdi.{ 8}
Mars’ta ev avlamak yakında bir şey haline gelebilir ve Arizona Üniversitesi’ndeki araştırmacılar şimdiden, geleceğin astronotlarının yaşam alanı olarak kullanabilecekleri gayrimenkul keşfi işine girmiş durumda. UArizona Mühendislik Koleji’ndeki araştırmacılar, bir robot sürüsünün başka dünyalardaki yer altı ortamlarını keşfetmesine olanak tanıyan bir teknoloji geliştirdiler.
“Lav tüpleri ve mağaralar, astronotlar için mükemmel yaşam alanları olur çünkü sizin inşa etmeniz gerekmez. yapı; UArizona’da elektrik ve bilgisayar mühendisliği doçenti Wolfgang Fink, “Zararlı kozmik radyasyondan korunuyorsunuz, bu yüzden yapmanız gereken tek şey onu güzel ve rahat hale getirmek,” dedi.
Fink, yeni bir kitabın baş yazarıdır. Advances in Space Research dergisinde yer alan ve makinelerin insan girdisinden bağımsız olarak bir ekip olarak birlikte çalışmasına izin veren, gezicileri, göle iniş yapanları ve hatta dalgıç araçları sözde bir ağ topolojisi ağı aracılığıyla birbirine bağlayacak bir iletişim ağını ayrıntılarıyla anlatan bir makale. Fink ve yardımcı yazarlarına göre bu yaklaşım, mevcut teknolojinin kuyruklu yıldızlar, asteroitler, aylar ve gezegen cisimleri üzerindeki ortamlarda güvenli bir şekilde hareket etme konusundaki sınırlı yeteneğinin üstesinden gelmeye yardımcı olarak NASA’nın Uzay Teknolojisi Büyük Zorluklarından birini ele almaya yardımcı olabilir. Araştırmacılar, “Hansel ve Gretel” masalına gönderme yaparak, patent bekleyen konseptlerine “Breadcrumb Tarzı Dinamik Olarak Dağıtılan İletişim Ağı” paradigması veya DDCN adını verdiler.
Bir delik HiRISE kamerası tarafından tespit edilen Mars yüzeyinde, aşağıda bir mağara ortaya çıkıyor. Mars’ın sert yüzeyinden korunan bu tür çukurların, Mars yaşamını içermek için iyi adaylar olduğuna inanılıyor, bu da onları gelecekteki olası uzay araçları, robotlar ve hatta insan gezegenler arası kaşifler için birincil hedefler haline getiriyor. Kredi: NASA/JPL/Arizona Üniversitesi
Geleceğe ilham veren bir peri masalı
“Kitabı hatırlarsanız, Hansel ve Gretel’in iyi olduklarından emin olmak için nasıl ekmek kırıntıları attığını bilirsiniz. Caltech ve UArizona’daki Görsel ve Otonom Keşif Sistemleri Araştırma Laboratuvarı‘nın kurucusu ve yöneticisi Fink, “Geri dönüş yolunu bulurlar. “Bizim senaryomuzda, ‘kırıntılar’, gezici araçların üzerine binen ve sensörleri bir mağaradan veya diğer yer altı ortamından geçerken devreye sokan minyatür sensörlerdir.”
Çevrelerini sürekli izleyerek ve nerede olduklarına dair farkındalığı sürdürerek uzayda, geziciler kablosuz bir veri bağlantısı aracılığıyla birbirlerine bağlı olarak kendi başlarına ilerlerler ve yol boyunca iletişim düğümlerini konuşlandırırlar. Gezici, sinyalin zayıfladığını ancak yine de menzil içinde olduğunu algıladığında, son düğümü yerleştirmesinden bu yana gerçekte ne kadar mesafe geçtiğine bakılmaksızın bir iletişim düğümü bırakır.
“Yeni yönlerden biri dediğimiz şey. fırsatçı konuşlandırma – ‘kırıntıları’ önceden planlanmış bir programa göre değil, gerektiğinde konuşlandırma fikri,” dedi Fink.
Bu arada, ana geziciden herhangi bir girdiye gerek yok; Fink, her alt gezicinin bu belirlemeyi kendi başına yapacağını ekledi. Fink, sistemin iki yoldan biriyle çalışabileceğini açıkladı. Birinde, ana gezici, keşfi yapan geziciler tarafından iletilen verileri toplayan pasif bir alıcı görevi görür. Diğerinde, ana gezici orkestratör olarak hareket eder ve gezicilerin hareketlerini bir kukla ustası gibi kontrol eder.
Fink’in ekibi tarafından bilgisayarla ilgili donanım ve yazılımı test etmek için kullanılan deneysel gezici araçlardan biri otonom keşifKredi: Wolfgang Fink/Arizona Üniversitesi
İşi makineler devraldı
Yeni konsept, Fink ve meslektaşları tarafından ABD’de geliştirilen katmanlı ölçeklenebilir keşif paradigması ile uyumludur. 2000’lerin başı. Bu fikir, farklı komuta seviyelerinde çalışan bir robot ekibi tasavvur ediyor – örneğin, bir keşif balonunu kontrol eden bir yörünge aracı, yerdeki bir veya daha fazla iniş aracını veya gezgini kontrol ediyor. UArizona araştırmacılarının birçoğunun katılımıyla, uzay misyonları şimdiden bu kavramı benimsedi. Örneğin, Mars’ta Perseverance gezgini robotik bir helikopter olan Ingenuity’ye komuta ediyor. Nihayetinde finansman için seçilmeyen başka bir görev için bir konsept, Satürn’ün ayı Titan’daki hidrokarbon denizlerinden birini incelemek için bir balon ve bir göl iniş aracı taşıyan bir yörünge aracının gönderilmesini önerdi. Breadcrumb yaklaşımı, robotik kaşiflerin yer altında ve hatta sıvı ortamların altında çalışmasına olanak tanıyan sağlam bir platform sağlayarak bu fikri bir adım öteye taşıyor. Fink, bu tür bireysel, otonom robot sürülerinin, Dünya’daki doğal afetlerin ardından arama ve kurtarma çabalarına da yardımcı olabileceğini söyledi.
Fink, gezicileri Dünya’daki yer altı ortamına sokmak dışında en büyük zorluğun olduğunu söyledi. Birincisi, yeraltında kaydettikleri verileri alıp tekrar yüzeye çıkarmaktır. DDCN konsepti, bir gezici ekibinin yüzeydeki “ana gezici” ile temasını hiç kaybetmeden dolambaçlı yer altı ortamlarında bile gezinmesine olanak tanır. “Prometheus” filminde uzaylı bir uzay gemisini keşfederken görülebilen dronlardan farklı olarak, bir ışık algılama ve mesafe belirleme sistemi veya lidar ile donatılmış olarak, mağara geçitlerini üç boyutta da haritalayabilirler.
” DDCN konseptini ilk kez 2019’da NASA’ya sunduğu bir teklifte detaylandıran Fink, konuşlandırıldıktan sonra sensörlerimiz otomatik olarak yönlendirilmemiş bir ağ ağı kurar, bu da her düğümün etrafındaki her düğüm hakkında kendisini güncellediği anlamına gelir.
“Onlar birbirleri arasında geçiş yapabilir ve ölü noktaları ve sinyal kesintilerini telafi edebilir,” diye ekledi Fink’in laboratuvarında makalenin ortak yazarı ve kıdemli araştırma bilimcisi Mark Tarbell. “Bazıları ölürse, kalan düğümler arasında hala bağlantı vardır, bu nedenle ana gezici ağdaki en uzak düğümle bağlantısını asla kaybetmez.”
Dönüşü olmayan görev
Güçlü iletişim düğümleri ağı, robotik kaşifler tarafından toplanan tüm verilerin yüzeydeki ana geziciye geri dönmesini sağlar. Harcanabilir mobil robotik yüzey sondası gruplarını kullanma fikrini 2014 gibi erken bir tarihte yayınlayan Fink, bu nedenle, robotları işlerini yaptıktan sonra geri almaya gerek olmadığını söyledi.
“Onlar, harcanabilir” dedi. “Mağaraya girip geri çekilmek için kaynakları boşa harcamak yerine, yapabildikleri kadar ileri gitmelerini sağlamak ve görevlerini yerine getirdikten, güçleri tükendikten veya düşmanca bir ortama yenik düştükten sonra onları geride bırakmak daha mantıklı. .”
Alman Astrobiyoloji Derneği başkanı ve birçok yayının yazarı Dirk Schulze-Makuch, “Bu yeni makalede tanıtılan iletişim ağı yaklaşımı, gezegen ve astrobiyolojik keşiflerde yeni bir çağın habercisi olma potansiyeline sahiptir” dedi. dünya dışı yaşam hakkında. “Sonunda, Mars lav tüpü mağaralarını ve buzlu ayların yer altı okyanuslarını – dünya dışı yaşamın mevcut olabileceği yerler – keşfetmemize olanak tanıyor.”
UArizona’dan Victor Baker’a göre, önerilen kavram “sihir içeriyor” Regents Hidroloji ve Atmosfer Bilimleri, Yerbilimleri ve Gezegen Bilimleri Profesörü. Baker, “Bilimdeki en şaşırtıcı keşifler, teknolojideki gelişmeler hem bir şeye veya yere ilk kez erişim sağladığında hem de bu sayede keşfedilenleri anlayış arayan yaratıcı zihinlere iletme araçları sağladığında ortaya çıkıyor” dedi.
{3 }Gizli okyanus dünyalarını keşfetme
Suya daldırılabilir robot gerektiren yerlerde sistem, Titan’da olduğu gibi bir gölün üzerinde yüzen veya bir yer altı okyanusunun üzerindeki buzun üzerinde duran bir kara aracından oluşabilir. Europa’da olduğu gibi – örneğin uzun bir kabloyla denizaltına bağlı. Burada iletişim düğümleri tekrarlayıcı görevi görecek ve bozulmasını önlemek için sinyali düzenli aralıklarla artıracaktır. Daha da önemlisi, Fink, düğümlerin kendilerinin veri toplama (örneğin basınç, tuzluluk, sıcaklık ve diğer kimyasal ve fiziksel parametreleri ölçme) ve verileri iniş aracına bağlayan kabloya alma yeteneklerine sahip olduğuna dikkat çekti.
{5 }“Avrupa’ya kadar gittiğinizi, kilometrelerce buzu erittiğinizi, yer altı okyanusuna indiğinizi, kendinizi uzaylı yaşamıyla çevrili bulduğunuzu, ancak verileri yüzeye geri götürmenin hiçbir yolunun olmadığını hayal edin. dedi.