NASAのジョンソン宇宙センターにある器用なロボットチームは、工具をつかむ、ゲートを開ける、貨物を運ぶといった、両手を使う作業を実行できるロボットシステムを開発している。目的は、過酷な環境における有人ミッションをより安全で持続可能なものにすることだ。この取り組みは、地球周回軌道の外、特に月面に向けてNASAの有人探査計画が拡大する中で進められており、将来的には火星ミッションへの応用も見込まれている。
ヒューストン市のジョンソン宇宙センターにあるロボットシステム技術部門では、Shaun Azimiが16人で構成されるチームを率いている。チームはメカトロニクス、ソフトウェア、電子工学、機械工学の専門分野を結集しており、ハードウェアとソフトウェアの開発、作業のシミュレーション、試験を一つの体系の中で行うことができる。
Robonaut 2からValkyrieへ
チームの経験は、Robonaut 2などの過去のプロジェクトに基づいている。Robonaut 2は、国際宇宙ステーションで7年間にわたりロボット技術の実演に参加した。また、二足歩行ロボットのValkyrieは、NASAが開発した初のヒューマノイドロボットである。両プロジェクトに携わった複数のエンジニアは、移動技術と環境との相互作用に関する技術開発を続けている。
NASAは、目的は人間の探査員に取って代わることではなく、危険または反復的な作業を実行できる信頼性の高いロボットを利用することだと説明している。これにより、乗組員は人間の判断を必要とする作業や、ロボットが依然として不得手な技能を要する作業に集中できる。
iMETRO施設は現実に近い環境でロボットを試験
Integrated Mobile Evaluation Testbed for Robotics Operations (iMETRO)施設は、チームの活動における主要な中核となっている。この施設には、オープンソースソフトウェアとシミュレーションツール、宇宙船や宇宙居住区のモデル、家庭用ロボット、岩石のある屋外エリアが備えられている。そのため、完成したロボット全体でも、ハードウェアやソフトウェアの単一コンポーネントでも、NASAのプログラムに移行したり外部のパートナーと使用したりする前に試験できる。
PickNik Inc.のチームはこの施設を使用し、ロボットアームが宇宙船の開口部を認識し、そのラッチを回し、取っ手をつかんでドアを開け、さらに開口部とコンテナの間で貨物袋を運ぶことを可能にするソフトウェアを試験した。また、この施設は、市販のロボットアームとカメラを使って、冷蔵保管用冷凍庫を点検し、保守を支援するソフトウェアの開発にも使用された。
実際には何が変わるのか？
iMETROの重要性は、ロボット自体の性能試験にとどまらない。エンジニアは、人間向けに設計された環境とロボットとの関係を試験できる。ロボットが人間の監督下で確実に作業を実行するには、より大きな取っ手、より良い照明、あるいは居住区や宇宙船の設計変更が必要になる可能性がある。NASAは、ロボット開発者と居住区・宇宙船の設計者を一緒にすることで、推測を減らし、運用上の制約を早期に明らかにできると考えている。
チームは当面、月面での持続的な有人滞在を支援する技術に重点を置いている。一方、NASAは火星探査のための技術的解決策を一般から募る、予定されている課題への準備に向けて、他の機関とも協力している。情報源は、Valkyrieなどのロボットを運用ミッションに配備する時期を定めておらず、定量的な性能結果や最終的な準備状況も示していない。そのため、開発は依然として研究開発および実用試験の段階にある。