forum.kosmonautix.cz

V roce 1999 profesor David Miller na MIT (Massachusetts Institute of Technology) pustil na první hodině studentům pasáž ze Star Wars, kde je Luke Skywalker obklopen vznášejícími se droidy. Pak jim zadal úkol, aby zkusili něco podobného vytvořit sami.
Studenti MIT s podporou ministerstva obrany a NASA vytvořili samostatné roboty velikosti voleyballového míče, které uměly manévrovat v prostředí mikrogravitace a vzájemně spolu komunikovat. Navíc mají i senzory intenzity světla a zvuku. Testy se prováděly na letounu, který pomocí letu po parabolické dráze simuluje prostředí beztíže. Roboty byly nazvány SPHERES (koule).

Vlevo SPHERES v modulu Destiny na ISS. Vpravo testy v letounu.

Na ISS se první tři exempláře podívaly v roce 2006, kde s nimi astronauti prováděli první testy. Za tu dobu se stačily SPHERES naučit ovládat své pohyby, takže dnes zvládnou i lehké akrobatické variace ve formacích.

video je pochopitelně zrychlené, což je poznat dle pohybu astronautů i rychlosti spořiče na notebooku vpravo.

Od svého příchodu opanovaly SPHERES modul Destiny, ale jak to vypadá, brzy se vydají i do dalších částí ISS, kde pomohou se servisními činnostmi a zbaví astronautů některých rutinních úkolů, jako jsou různé vizuální kontroly stanice.
SPHERES kromě autonomního pohybu mají i navigační schopnosti, to znamená, že každá koule ví, kde se nachází, navíc mají v sobě zabudované kamery. Po přípojení k počítači dokáží koule odeslat natočené video.
Díky předvídavosti studentů jsou na koulích i další rozšiřující porty, na které je možné připojit další zařízení. Toho nyní s výhodou astronauti využili. Společnost Google společně s NASA upravila několik telefonů Samsung Nexus S, které byly vyneseny na ISS. Těmto telefonům chybí například GSM modul, aby se zabránilo rušení elektroniky na stanici signálem GSM, musely se též vyměnit li-ion baterie za alkalické. Pak teprve získaly od NASA certifikaci pro provoz na ISS.

Připojení mobilu rozšířilo dále možnosti SPHERES, které nyní mohou využívat všechny funkce, které telefon nabízí včetně přímého přenosu videa v reálném čase pomocí wi-fi do staničního počítače a jeho přenos na Zemi. SPHERES je možné pomocí stejného vybavení ovládat a to jak ze staničních notebooků, tak i z řídícího střediska na Zemi.

Vlevo Nexus S připojený ke kouli. Vpravo snímek SPHERES z listopadu 2011, v pozadí Mike Fossum (Expedice 29).

Užitečnou práci, kterou mohou nyní tyto robůtci zastat, si asi dokážete představit. Řídíci středisko si může samo prohlédnout kteroukoliv část stanice a nemusí kvůli tomu létat po ISS astronaut s kamerou. Doufám, že se dočkáme záběrů ze SPHERES i na NASA TV. Astronauti mohou pomocí koule komunikovat i navzájem nebo se Zemí.
Do budoucna se počítá s jejich nasazením i mimo stanici, což si vyžadá jejich úpravy nebo vyslání dalších pokročilejších typů. Takže nás čekají zajímavější záběry z výstupů do volného kosmu. Ovšem těch výstupů bude díky SPHERES, ale například i Robonautovi, méně. SPHERES mohou pomoci s monitorováním prostoru, který postihne nějaká porucha nebo havárie a to dokonce i nehermetizovaného. Ve vzdálenější budoucnosti mohou být SPHERES součástí výprav k asteriodům nebo i dál.
zdroj:NASA (TDM), NASA (ISS), youtube

Hodně zajímavý projekt, který ukazuje, že když se ke slovu dostanou mladé mozky, může z toho být něco nového - už jen to, že objekty disponují několika různými konektory - do budoucna, pro jistotu. Moc se mi to líbí a jsem nadšen z toho, jak se dají využít.
Jen mám drobný dotaz - nevíš na základě čeho se pohybují? Čili co ovládá jejich pohyb? Na korekční trysky to nevypadá.

Kladl jsem si stejnou otázku, i proto mi trval ten článek tak dlouho, než jsem ho sem dal, přestože original na webu NASA už vyšel 19. prosince. Podrobnosti jsem našel v tomto odkazu. Takže SPHERES se pohybují pomocí trysek s oxidem uhličitým. Toho je na stanici k dispozici dost. Nakonec jsem tuto informaci zapomněl do článku dát, takže díky Dugi za upozornění.
Samotného by mě zajímalo, jestli by se dal jako pohon těchto koulí použít třeba nějaký systém gyroskopů, změn těžiště, odstředivých sil a podobně.

Ještě k té navigaci. Systém samozřejmě nepoužívá GPS, ale orientuje se pomocí senzorů. Jednak používá ultrazvuková a infračervená pulsní čidla. To všechno ovládá software, který jednak zabraňuje kolizím, pak pomáhá se synchronizováním pohybu s dalšími koulemi a také má v sobě takovou virtuální mapu stanice. Vypadá to, že systém je samoučící, takže mapu asi postupně porovnává s reálem a učí se orientovat.

No výborně! Takže žádné reagující látky, jen normální akce a reakce! Super, to je skvělé využití odpadního plynu. Kdyby se ještě podařilo "koule" naučit, aby si nádrže s CO₂ doplňovaly samy z atmosféry stanice, bylo by to úplně nejlepší. Oxid uhličitý se na tuhle práci skvěle hodí, protože při provozu nedochází k uvolňování žádných jedovatých látek.
Líbí se mi komplexnost projektu SPHERES. Jejich univerzálnost, využívání různých technologií atd. Navíc ta chytrost celého systému, který se umí sám učit je neuvěřitelná - holt mladí vědci ukázali, že se s nimi musí počítat. A to je dobře. Takovéhle experimenty nás posouvají dál.
A na závěr musím ještě říct, že na začátku prvního příspěvku jsem zapomněl napsat něco moc důležitého - perfektně napsaný článek, tomasi. Je v něm spousta informací. Super práce!

Dík. Musím se přiznat, že mě zprvu ten článek NASA nezaujal. Přesvědčilo mě až video, kde se obě koule synchronizovaly. Také to bylo tím, že ty technické vychytávky byly vypsány už v předchozích článcích, které mi nějak unikly. Taky už mohla NASA dát na web nějaké video z "paluby" SPHERES. Zajímalo by mě s jakým pracuje rozlišením, jakou používá optiku, jestli má jen tzv. rybí oko nebo jiný objektiv. Jestli má zoom, který by se dal také ovládat. Těch otázek by bylo víc, tak doufám, že v tomhle vlákně nakonec přibudou i odpovědi.

Doufám, že brzo začnou přibývat nové informace a nebude to jako s Robonautem - do vynesení na ISS o něm bylo informací dost, ale pak jako když utne. Tak snad to bude u tohohle projektu jiné.

Tentokrát si s robůtky SPHERES nehráli jenom astronauti a řídící středisko, ale studenti amerických a evropských univerzit. Na ISS se pod patronací MIT konala Zero Robotics SPHERES Challenge. Soutěž se předtím konala již třikrát, ale bylo to vůbec poprvé, co se jí účastnili i evropští studenti. Zatím jen z Berlína a Turína, ale ESA chce aby se soutěže napříště účastnili i studenti z dalších členských zemí celé Evropy.


Na snímku Thomas Reiter, který byl členem posádky raketoplánu,jež SPHERES v roce 2006 dovezla na ISS

Úkol soutěže byl těžba nerostů na virtuálním asteroidu. Studenti museli vymyslet algoritmy, které by robůtkům takový úkol pomohly splnit. Sekvence příkazů se odeslaly do robota, a pak už je nebylo možné měnit. Jednotlivé závody se odehrávaly v japonském modulu Kibo. Týmy získávaly body za plnění jednotlivých částí mise a navíc mohli jak bránit ostatním týmům, tak ale s nimi spolupracovat. V případě úspěchu pak získávali společné body.
Nakonec v souboji vyhrála aliance týmů z Evropy.

Američtí studenti mohli pozorovat celý průběh soutěže přes NASA TV ze střediska MIT v Cambridge. Evropané se shromáždili v ESA ESTEC centru v Noordwijku v Nizozemí. Spolu se studenty sledovali soutěž i astronauti, kteří se podíleli na projektu SPHERES.

Tady je video z celé soutěže. Pozor, první díl má 20 minut. Další díly najdete v souvisejících videích.

zdroje: ESA, NASA

Pěkně! Myslím, že tohle je dobrá cesta, jak ukázat studentům možnost uplatnění se v kosmickém vývoji. Navíc když to zaštítí organizace jako je MIT, je to jen dobře.

Článek o SPHERES na našem blogu.

Vy, co máte tohle vlákno dobře projeté, můžete být mírně zklamáni, protože jsem z něj hodně čerpal. Doplnil jsem pouze pár technických parametrů + průběh letošní soutěže na ISS.

Článek o testování elektromagnetické rezonance s využitím SPHERES na našem blogu.