Безлюдна пустеля Колорадо стала місцем для випробувань компактного чотириколісного ровера, який подолав близько 26 км практично без втручання інженерів, що супроводжували його. Прототип ERNEST (Exploration Rover for Navigating Extreme Sloped Terrain), розроблений у Лабораторії реактивного руху NASA, використовується для розвитку технологій роботизованої автономності та пересування складною місцевістю.
Щоб дізнатись останні новини, слідкуйте за нашим каналом Google News онлайн або через застосунок.
Ровер має довжину 1,2 м, і кожне його колесо оснащене механізмом, який дозволяє підіймати його для подолання перешкод. Це відрізняє його від шестиколісних марсоходів Curiosity і Perseverance. Крім того, прототип отримав розширені можливості самостійного ухвалення рішень. Ці технології мобільності та автономності можуть бути використані в майбутніх місіях до районів Марса та Місяця, які зараз недоступні для дослідження.
Читайте також: AERONAUT – про все, що літає вище землі: авіація, БПЛА та дрони, ракети та космос
Під час польових випробувань ERNEST слугував платформою для відпрацювання концепції потенційної місячної місії майбутнього. Вона потребуватиме значно вищої швидкості та більшого запасу ходу, ніж сучасні ровери, тому отримані результати будуть важливі для проєктування майбутніх апаратів для дослідження Місяця та інших небесних тіл. Тестування допомагає вдосконалити як апаратну частину систем мобільності, так і програмне забезпечення автономної навігації для роботи на великих відстанях у різноманітних умовах освітлення та рельєфу, характерних для Місяця.
Команда використовує ERNEST для демонстрації можливості створення апарата, який буде приблизно вдвічі більшим за нинішній прототип і зможе виконувати довготривалі місячні місії. Під час останньої серії випробувань ровер рухався зі швидкістю до 1 км/год протягом 37 годин за тиждень тестів. Це значно більше за максимальну швидкість пересування марсоходів Perseverance і Curiosity.
Початковою метою команди, яка створювала ERNEST, було вдосконалення механічної частини. Інженери прагнули розробити відносно простий і недорогий ровер, який став би еволюцією системи підвіски, що використовується на всіх марсоходах NASA починаючи з Sojourner. Ця пасивна система забезпечує майже рівномірний розподіл навантаження між колесами навіть на складній поверхні.
У випадку з ERNEST застосована активна підвіска, яка дозволяє керувати розподілом ваги між колесами. Два моторизовані шарніри в передній частині приводять у рух спеціальний механізм, що дає змогу використовувати різні способи пересування. Причому система має рішення для перемикання між активною та пасивною підвіскою. Пасивний режим забезпечує менші можливості на складній місцевості, але є значно енергоефективнішим. Чотири керовані колеса дозволяють роверу рухатися практично в будь-якому напрямку.
Перш ніж створити нинішню версію ERNEST, команда побудувала два інші прототипи довжиною близько 0,6 м для тестування 11 різних конфігурацій активної підвіски. Випробування проводилися в спеціальному причепі, заповненому симулятором місячного реголіту. Після вибору конструкції розробники збільшили розміри апарата та встановили прямокутний модуль сенсорів на щоглі висотою 1,4 м. Розробку апаратної частини завершили у вересні 2024 року, однак тоді ровер все ще потребував оператора, який керував ним та вручну визначав спосіб подолання перешкод.
Щоб навчити апарат діяти самостійно, команда використала метод навчання з підкріпленням – один з напрямків AI, в якому робот навчається через взаємодію з навколишнім середовищем. Для цього науковці створили високоточне віртуальне середовище, що відтворює поведінку ровера. У симулятор завантажили дані, отримані під час випробувань реального апарата на різних типах поверхні. Після місяців віртуального навчання команда перевірила, чи здатен ERNEST самостійно використовувати нові алгоритми для подолання перешкод, які зупинили б ровер з пасивною підвіскою. Для цього було створено маршрут з піщаними хвилями, купами каміння, сходинками та крутими схилами. Ровер успішно пройшов його без сторонньої допомоги.
Наразі команда працює над новим проєктом автономності, який поєднає здатність ровера самостійно визначати, коли і як використовувати активну підвіску, з системами довготривалої інтелектуальної навігації. Мета полягає в тому, щоб ERNEST міг самостійно прокладати ефективний маршрут, долаючи доступні перешкоди та обходячи небезпечні ділянки. У майбутньому такі можливості можуть бути використані в місіях на Марс або в особливо складних регіонах Місяця.
Читайте також:
- NASA робить ставку на ветеранів космосу: Оголошено екіпаж місії Artemis III
- Після місяців мовчання: NASA втратило один з найуспішніших апаратів на орбіті Марса