ناسا تطور روبوتات بارعة الحركة لدعم الاستكشاف البشري على القمر والمريخ

يطور فريق الروبوتات البارعة في مركز جونسون الفضائي التابع لوكالة ناسا أنظمة روبوتية يمكنها تنفيذ مهام تتطلب استخدام اليدين، مثل الإمساك بالأدوات وفتح البوابات ونقل الحمولات، بهدف جعل المهمات البشرية في البيئات القاسية أكثر أماناً واستدامة. ويأتي هذا العمل مع توسع خطط ناسا للاستكشاف البشري بعيداً عن مدار الأرض، ولا سيما على سطح القمر، مع تطبيقات محتملة مستقبلاً في مهمات المريخ.

يقود Shaun Azimi فريقاً مؤلفاً من 16 عضواً ضمن فرع تقنيات الأنظمة الروبوتية في مركز جونسون بمدينة هيوستن. ويجمع الفريق بين تخصصات الميكاترونكس والبرمجيات والإلكترونيات والميكانيكا، ما يسمح له بتطوير العتاد والبرمجيات ومحاكاة العمليات واختبارها ضمن منظومة واحدة.

من Robonaut 2 إلى Valkyrie

تستند خبرة الفريق إلى مشروعات سابقة مثل روبوت Robonaut 2، الذي شارك في عروض تقنية للروبوتات على متن محطة الفضاء الدولية لمدة سبع سنوات، وروبوت Valkyrie ذي الساقين، وهو أول روبوت بشري الشكل تطوره ناسا. ويواصل عدد من المهندسين الذين عملوا على المشروعين تطوير تقنيات الحركة والتفاعل مع البيئة.

وتوضح ناسا أن الهدف ليس استبدال المستكشفين البشر، بل استخدام روبوتات موثوقة وقادرة على تنفيذ المهام الخطرة أو المتكررة، بحيث تركز الأطقم على الأعمال التي تتطلب حكماً بشرياً ومهارات لا تزال الروبوتات أقل كفاءة فيها.

مرفق iMETRO يختبر الروبوت في بيئة قريبة من الواقع

يشكل مرفق Integrated Mobile Evaluation Testbed for Robotics Operations (iMETRO) محوراً رئيسياً في عمل الفريق. ويجمع المرفق بين برمجيات مفتوحة المصدر وأدوات للمحاكاة، ونماذج لمركبات ومساكن فضائية، وروبوتات منزلية، وساحة خارجية للصخور. وبذلك يمكن اختبار روبوت كامل أو مكوّن منفرد من العتاد أو البرمجيات قبل نقله إلى برامج ناسا أو استخدامه مع شركاء خارجيين.

استخدم فريق من شركة PickNik Inc. المرفق لاختبار برمجيات تمكّن ذراعاً روبوتية من التعرف إلى فتحة في مركبة فضائية، وتدوير مزلاجها، والإمساك بالمقبض وفتح الباب، ثم نقل أكياس الشحن بين الفتحة وحاوية. كما استُخدم المرفق لتطوير برمجيات تفحص وتساعد في صيانة مجمد للتخزين البارد باستخدام ذراع روبوتية تجارية وكاميرا.

ما الذي يتغير عملياً؟

تتجاوز أهمية iMETRO اختبار أداء الروبوت نفسه؛ إذ تتيح للمهندسين اختبار العلاقة بين الروبوت والبيئة المصممة للبشر. فقد تحتاج الروبوتات إلى مقابض أكبر أو إضاءة أفضل أو تعديلات في تصميم المساكن والمركبات حتى تنفذ مهامها reliably تحت الإشراف البشري. وترى ناسا أن جمع مطوري الروبوتات مع مصممي المساكن والمركبات يقلل التخمين ويكشف مبكراً القيود التشغيلية.

يركز الفريق في المدى القريب على تقنيات تدعم وجوداً بشرياً مستداماً على سطح القمر، بينما تتعاون ناسا أيضاً مع جهات أخرى للتحضير لتحدٍّ مرتقب يدعو الجمهور إلى اقتراح حلول تقنية لاستكشاف المريخ. ولا يحدد المصدر جدولاً زمنياً لنشر روبوتات Valkyrie أو غيرها في مهمة تشغيلية، كما لا يعرض نتائج أداء كمية أو مستوى جاهزية نهائياً؛ لذلك يظل التطور في مرحلة البحث والتطوير والاختبار التطبيقي.