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국제 우주 정거장에 탑승한 우주비행사 프랭크 루비오(Frank Rubio)는 지구상의 소규모 로봇 팀과 협력하여 복잡한 작업을 수행했습니다. 이는 달과 그 너머로의 귀환을 위해 인간과 로봇의 능력을 결합하는 새로운 접근 방식에 대한 첫 번째 테스트입니다.

2시간 동안의 텔레로보틱스 테스트는 뮌헨 근처 Oberpfaffenhofen에 있는 독일 항공우주센터(DLR)의 시뮬레이션된 행성 환경에서 진행되었습니다. 유럽의 콜럼버스 모듈에서 작업하는 NASA 우주 비행사 Frank Rubio는 달 착륙선에서 지진계를 제거하고 이를 지상에 배치하여 월진을 감지하도록 로봇 자산 세 대에 지시했습니다.

Frank는 '포인트 앤 클릭' 방식으로 작업하면서 로봇 팀의 감독자로 일했습니다. 그는 포스 피드백 장치를 사용하여 필요에 따라 직접 제어를 수행했습니다. DLR 로봇 착륙선 팔은 DLR의 Rollin' Justin 휴머노이드 로봇 및 ESA의 4륜, 2팔 Interact 로버와 결합되었습니다.

목표는 '확장 가능한 자율성'으로 알려진 다양한 수준의 독립성을 갖춘 로봇을 작동할 때 우주 비행사에게 필요한 것이 무엇인지 밝히는 것입니다. 이 접근 방식을 통해 우주비행사는 로봇을 더 잘 제어할 수 있습니다.

'Surface Avatar' 시리즈의 첫 번째 테스트 시나리오에서는 Justin이 지진계 위치를 지정하기 전에 착륙선에서 걸린 핀을 제거해야 했습니다. 한편 Interact 탐사선은 표면 샘플링 작업 중 지진으로 인해 손상되었으므로 저스틴이 그리퍼에 여전히 붙어 있는 샘플을 회수하여 착륙선에 배치해야 했습니다.

이벤트에서 Frank는 모든 작업을 시간 내에 완료하는 동시에 사용자 인터페이스와 로봇의 기능에 대한 귀중한 피드백을 팀에 제공했습니다. 이는 2024년 1월 Surface Avatar의 다음 세션에서 구현되고 검증될 예정입니다.

이 첫 번째 테스트는 올해 후반에 Huginn 임무를 수행하는 동안 덴마크 ESA 우주비행사 Andreas Mogensen이 수행할 예정인 대규모 로봇 팀을 사용한 후속 Surface Avatar 테스트의 길을 열어줍니다.

우주 비행과 관련된 거리로 인해 달이나 지구에서 다른 행성 표면에 있는 로봇을 직접 원격 제어하는 ​​것은 비현실적입니다. 대신, 궤도에 있는 우주비행사가 이러한 로봇을 제어하여 착륙 비용과 위험 없이 달을 탐색하고 나중에 다른 외계 환경을 탐색하고 조치를 취하도록 하는 것이 아이디어입니다.

"DLR로 수행된 METERON 프로젝트는 로컬 궤도에서 이 힘 피드백 제어 기술의 타당성을 입증했으며, ISS에서 우주비행사와 함께 작업하도록 확장하고 시칠리아의 에트나 산의 달과 같은 환경에서 야외 캠페인으로 마무리되었습니다."라고 설명합니다. ESA의 인간 로봇 상호 작용 연구소 책임자인 Thomas Krueger는 DLR의 로봇공학 및 메카트로닉스 연구소와 협력 관계를 맺고 있습니다.

“Surface Avatar를 통해 우리는 직접 원격 조작 접근 방식과 감독 자율성을 결합하여 여러 로봇 자산을 제어하여 복잡한 작업을 수행합니다. 크레인이 불도저나 굴착기와 함께 작동하여 큰 작업을 수행할 수 있는 지구상의 건물 현장을 상상해 보세요.

“이번 테스트를 통해 우리가 알아내고 싶은 것은 우주비행사들이 실제로 어떻게 수행하는지입니다. 그들은 어떤 제어 모드를 선택합니까? 여러 로봇의 눈으로 세상을 바라보며 상황 인식을 할 수 있나요? 그리고 그들은 행동하는 방법에 대해 머리 속에서 어떤 판단을 내리는가?”

표면 아바타 테스트 시나리오는 로봇이 주변의 일부 물체 및 제자리에 있는 다른 로봇과 상호 작용하는 방법을 이미 알고 있는 상대적으로 구조화된 행성 표면 기반 환경을 가정합니다. 따라서 증강 현실 디스플레이는 컨트롤러가 선택할 옵션 목록을 생성합니다.

원하는 옵션을 사용할 수 없는 경우 우주비행사는 직접 제어로 전환하여 포스 피드백 제어 장치를 통해 로봇 팔이 경험하는 것을 정확하게 느끼며 높은 수준의 정밀도를 허용합니다.

DLR 로봇공학 및 메카트로닉스 연구소의 수석 연구원인 Neal Y. Lii는 "지구의 우주비행사와 전문가에게 우주에서 다양한 로봇 팀을 지휘하고 관리할 수 있는 광범위한 가능성을 제공하는 데 한 걸음 더 다가서게 되어 기쁘게 생각합니다."라고 말했습니다. "우리는 지상의 로봇을 물리적 아바타이자 지능적인 동료로 활용하여 훨씬 더 복잡한 작업을 수행할 수 있게 될 것입니다."