Den firbeinte robotens første møte med mikrogravitasjon
Når det gjelder utforskning av himmellegemer med lav tyngdekraft, som Månen eller Mars, har roboter med bein en fordel fremfor tradisjonelle rovere. En slik robot hoppet nylig fra vegg til vegg under forhold som simulerte delvis mikrogravitasjon og fri flyt ved Den europeiske romfartsorganisasjonens (ESA) Orbital Robotic Laboratory.
Møt Olympus, en firbeint robot som er utviklet og bygget av Jørgen Anker Olsen, ph.d.-kandidat og gjesteforsker fra Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet.
Når roboten står på bakken, beveger den seg rundt ved hjelp av de fire «doble» beina. Hvert bein består av to lemmer med et bøyeledd som er forbundet nederst i en potelignende lapp.
«Et av de potensielle bruksområdene for roboter som Olympus er utforskningen av Mars», forklarer Jørgen. «De kan enkelt bevege seg rundt på planetens overflate, og de kan også ta seg inn under overflaten, for eksempel inn i lavatunneler på Mars som det ville være for risikabelt å utforske med flygende sonder, som droner.
«I tillegg kan roboter med bein hoppe over hindringer som ville vært for utfordrende for roboter som beveger seg på hjul eller belter. I lavere gravitasjon blir hoppeevnen deres en enda større fordel, slik at de kan hoppe mye høyere enn de ville gjort på jorden.»
Dette betyr at når man beveger seg rundt for å utforske en lavgravitasjonsplanet eller Månen, kan beinbaserte roboter hoppe rundt på samme måte som astronauter gjør under en månelanding.
Montert opp ned ved en flytende plattform på ESAs ORBIT-anlegg får Olympus oppleve simulert mikrogravitasjon i to dimensjoner, noe som gjør at Jørgen bedre kan forstå hvordan roboten vil bevege seg under forholdene den er skapt for: tyngdekraften på Mars, som er omtrent 2,5 ganger svakere enn jordens tyngdekraft.
ORBIT-anlegget er en del av ESAs Orbital Robotic Laboratory (ORL) som ligger i ESAs tekniske hjerte i Nederland, ESTEC. Det består av et 43 kvadratmeter stort, ultraflatt gulv med en høydeforskjell på mindre enn én millimeter mellom det laveste og det høyeste punktet.
Anlegget fungerer på samme måte som et airhockeybord: Testplattformene er utstyrt med luftlagre som skaper en stabil luftspalte mellom plattformene og gulvet.
Denne luftspalten, som er tynnere enn et hårstrå og derfor knapt synlig for det menneskelige øyet, gjør at plattformene kan bevege seg over gulvet uten friksjon, og gjenskaper tilstanden av vektløs, fritt svevende bevegelse i to dimensjoner.
«Algoritmen som får Olympus til å bevege seg, er trent opp ved hjelp av forsterkningslæring, det vil si en maskinlæringsmetode som baserer seg på prøving og feiling. Det betyr at roboten styrer orienteringen sin selv», legger Jørgen til.
Når plattformen roterer i én retning, forsøker roboten å rette seg opp ved hjelp av en svømmelignende bevegelse, en teknikk den har identifisert som den beste under simuleringene. «Denne konfigurasjonen, med Olympus festet til en av ORBITs flytende plattformer, gjør det mulig for oss å teste hele bevegelsesområdet til beina.
«Under et av testoppsettene var Olympus til og med i stand til å bevege seg fra vegg til vegg og reorientere seg etter hvert hopp for alltid å lande på alle fire «føttene».»
Jules Noirant fra ESAs Orbital Robotics Laboratory kommenterer: «Jørgens opphold ved ORL viser hvor allsidige testfasilitetene våre er, og hvor gode de er til å støtte robotutforskning. «Aktivitetene våre spenner fra bevegelseskontroll i et planetarisk miljø til hopp- og stabiliseringsteknikker i mikrogravitasjon. Vi er alltid glade for å være vertskap for ph.d.-kandidater som gjesteforskere slik at de kan validere arbeidet deres i et relevant miljø, noe som gir verdifulle resultater for avhandlingen deres.»
Access the video
Dette innholdet er oversatt ved hjelp av AI. Vi streber etter å oppnå så høy nøyaktighet som mulig, men oversettelser kan ikke fange opp alle nyansene i originalteksten