Novákoviny

Na Mezinárodní kosmické stanici už se vystřídalo okolo dvou stovek astronautů z mnoha států - ale takový, jaký tam přiletěl s únorovou misí STS-133 raketoplánu Discovery, mezi nimi dosud nebyl. Jmenuje se Robonaut R2 a stal se  prvním humanoidním robotem na oběžné dráze.

"Splnil se nám velký sen - vyrobit robotického pomocníka astronautů a dostat ho do vesmíru," řekl v den startu šéf jeho vývoje Ron Diftler. A velitel raketoplánu Discovery Steven Lindsey k tomu dodal: "Robonaut po nás chtěl křeslo na letové palubě, ale už nebylo volné místo. Poslali jsme ho do nákladového prostoru."

Vnější podoba Robonauta R2 s člověkem je zarážející - a tak trochu i morbidní: má jen horní polovinu těla, hlavu a paže, ale v nich obratnost a sílu, kterou by mu leckdo mohl závidět. Reminiscence na sci-fi thrillery o vzbouřených robotech se nabízejí skoro samy. To ale nehrozí a zřejmě ještě dlouho hrozit nebude, protože tak daleko zatím kybernetika nedospěla. Robonaut R2 je spíš dálkově ovládaný manipulátor s určitými prvky umělé inteligence, který dokáže nahradit člověka při vykonávání některých úkonů.

Jakých?

To právě má zjistit současné testování.

"V případě programu Robonaut je naším základním cílem vytvořit stroj, který by vykonával rutinní práce a uvolnil posádku kosmické stanice pro důležitější úkoly," vysvětluje Ron Diftler, projektový manažer Johnsonova kosmického střediska NASA.

 

Údržbář, který nedýchá

Zajištění životních funkcí člověka v kosmickém prostoru představuje velký technický i medicínský problém. A také drahý problém, protože lidský astronaut vyžaduje trvalé zásobování kyslíkem, vodou, potravinami a teplem. Přitom místa v kosmických lodích není nazbyt a vynesení každého kilogramu zásob do vesmíru stojí desetitisíce dolarů. Kdyby proto některé činnosti na palubě kosmické stanice nebo meziplanetární lodě zastal univerzální stroj, mohlo by to ušetřit hodně starostí i peněz.

 

obr: Robonaut nemá astronauty nahradit, ale pomáhat jim. Foto: NASA

 

Ještě víc to platí pro činnost člověka v otevřeném prostoru mimo loď (tzv. EVA - Extravehicular Activities), která stále patří k nejobtížnějším, nejrizikovějším a také nejnákladnějším operacím ve vesmíru. Navzdory vysoké ceně skafandru, která se počítá v milionech dolarů, jsou možnosti člověka v něm omezené a práce mimořádně namáhavá. Přesto se bez ní neobejde celá řada činností ve vesmíru. Kdyby mohl EVA vykonávat dálkově ovládaný stroj, bylo by to bezpečnější i levnější. A také podstatně efektivnější, protože by odpadly všechny operace spojené s oblékáním skafandrů i časové limity omezující pobyt člověka mimo loď.

"Byla by to úžasná věc, kdybysme mohli takové stroje místo sebe posílat do rizikového prostředí," říká k tomu Steven Lindsey. "Představte si, co všechno by se s tím dalo dělat!"

V současnosti je takové nasazení robotů aktuální především v souvislosti se stavbou a provozem Mezinárodní kosmické stanice (ISS). Ještě naléhavější ale bude při budování základen na Měsíci a dlouhodobých letech k planetám, kometám a asteroidům. Lze si také představit i to, že jednou budou takové stroje dlouhodobě zaparkované na oběžné dráze a v případě potřeby přeletí k poškozeným satelitům, aby je opravily. Už při složitých a drahých "údržbářských" misích k Hubbleově kosmickému teleskopu se uvažovalo o jejich nahrazení robotem. Program Robonaut k tomu otevírá cestu.

 

Dělník pro kosmické stavby

 obr: Vývoj robonautů už trvá více než dvě desetiletí. První stroj se ale do vesmíru dostal až letos. Foto: NASA

 

S pracemi na prvním Robonautovi začala NASA roku 1997. Kromě mnoha dalších partnerů se na vývoji podílela také agentura pro pokročilý obranný výzkum DARPA, která se proslavila podílem na vzniku internetu. Prvotní idea byla, že Robonaut bude umístněn na konci robotické paže, kterou je vybavena Mezinárodní kosmická stanice. Roku 2006 prošel první Robonaut náročnými testy.

Ve stejné době se o projekt začala zajímat společnost General Motors. Výsledkem byla dohoda o společném vývoji druhé generace Robonautů. Z něho pak vzešel robot, který je nyní na ISS a tři další prototypy, které se testují na Zemi. Na konci vývoje by měl být stroj, který bude pomocník astronautů při kosmických misích a nahradí je všude tam, kde by to pro lidi bylo nebezpečné. Ve vzdálenější budoucnosti by mohl působit i samostatně, například při výzkumu planet a asteroidů, nebo při výstavbě základen na Měsíci a Marsu.

Současný pobyt Robonauta na ISS má především ověřit jeho schopnosti v podmínkách skutečné kosmické mise. Zatím se nebude po stanici pohybovat volně - má vyhrazené místo v laboratorním modulu Destiny. Dalším cílem konstruktérů ale bude umožnit mu i pohyb.

"Nejdřív asi dostane jedinou nohu, která mu umožní se přichytit na různých místech," říká Ron Diftler. "Pro přemisťování po stanici ve stavu beztíže přitom bude používat ruce - podobně jako astronauté."

Ve vzdálenější budoucnosti má mít Robonaut R2 ještě lepší možnosti pohybu. Pro úkoly na povrchu Měsíce a planet to bude buď kolový podvozek nebo nohy podobné lidským. Potomci dnešního Robonauta by tak mohli na povrchu těchto těles přistát před lidmi a sami tam připravit stavbu základny. Při plnění úkolů vně stanice, kosmické lodi nebo v okolí komet a asteroidů s nepatrnou gravitací zase těmto robotům lépe poslouží systém trysek.

Podoba Robonauta s lidmi není samoúčelná - konstruktéři chtěli, aby stroj mohl bez problémů používat prostory, průlezy a přechodové sekce kosmické lodi určené pro lidi. Stejně tak pro něj není třeba upravovat "lidské" pracovní nástroje, nářadí a ovládací prvky.

 

Samostatnost pod dohledem

Humanoidní podoba Robonauta navozuje představu samostatného inteligentního stroje, jaké se objevují třeba ve sci-fi filmech. Ve skutečnosti ale má do svého populárního jmenovce R2D2 z Hvězdných válek (známějšího pod přezdívkou Ártú) hodně daleko.

"Jeho způsob práce by se dal popsat jako autonomie pod dohledem, " vysvětluje Diftler. "Nedostává od nás jednotlivé příkazy, ale celé jejich sekvence a plní je s ohledem na momentální podmínky. Jednodušší úkony má dopředu naprogramované. Je tedy °inteligentní° asi tak jako rovery, které v současnosti plní úkoly na Marsu".

 

obr: Podvozek, který robonautům umožní samostatně působit na povrchu planet. Foto: NASA

 

Oproti marsovským robotům tu ale přece jen jsou dva velké rozdíly. Robonaut pracuje pod bezprostředním dozorem, zatímco na Mars letí povel ze Země desítky minut. Jeho samostatnost tedy může být menší, protože lidská obsluha má možnost do jeho práce kdykoliv okamžitě zasáhnout. Ve srovnání s rovery je ale podstatně zručnější - jeho "ruce" mají podobnou pohyblivost jako lidské a jsou také opatřeny senzory tlaku, které v nich robotovi dávají cit. Spíš než o robota ve smyslu samostatně jednajícího kybernetického zařízení tedy jde o mimořádně univerzální dálkově ovládaný manipulátor s určitými prvky umělé inteligence.

Důležitou součástí projektu proto je vývoj systému "vzdálené přítomnosti" ("telepresence") operátora při řízení robota. Cílem je docílit co nejdokonalejší vazbu mezi člověkem a strojem tak, aby komfort práce byl stejný, jako kdyby člověk pracoval přímo v kosmickém prostoru, aniž by mu při tom vadil neohrabaný skafandr. Robonautova podoba s člověkem přitom operátorovi jeho ovládání značně usnadňuje.

 

Jan A. Novák

 

přílohové texty

STS-133 – Mise, která na ISS přivezla Robonauta

Šlo o 35. výpravu raketoplánů k Mezinárodní kosmické stanici a současně o poslední let raketoplánu Discovery. Hlavním úkolem bylo dopravit na ISS stálý víceúčelový modul (PMM - Permanent Multipurpose Module), platformy ExPRESS Logistic Carrier pro provádění experimentů v otevřeném kosmickém prostoru a Robonauta R2. Velitelem mise byl Steven Lindsey, v šestičlenné posádce byla jedna žena a jeden Afroameričan. Start se uskutečnil 24. února, úspěšné přistání proběhlo 9. března 2011. Pak už Discovera čekala jen jediná cesta: do muzea.

 

obr.: Posádka raketoplánu Discovery před jeho posledním letem při misi STS-133. Jejím "členem" byl i Robonaut - na oběžnou dráhu však neletěl v kokpitu, ale v nákladovém prostoru.

Foto: NASA

 

 

 

 

 

Projekt M

Zásahy prezidenta Obamy do programů NASA vedly ke zrušení programu Constellation, jehož součástí byl i návrat amerických astronautů na Měsíc. Kosmická agentura uvažuje o mnohem levnější náhradě, jejímž hrdinou by měl být právě Robonaut. Jeho vysazení na povrchu Měsíce by mělo být možné realizovat pomocí malého modulu, který vyvíjí soukromá firma Armadillo Aerospace. Celá výprava by tak mohla být mnohem levnější, navíc by se nemalá částka ušetřila i za návrat na Zemi. Má se za to, že expedici známou jako Project M by bylo možné pořídit za 400 milionů dolarů (z toho 200 milionů by stál raketový nosič) a připravit za pouhých 1000 dní.

 

obr: Test jednoho z lunárních modulů společnosti Armadillo Aerospace. Takový stroj by mohl dopravit Robonauta na povrch Měsíce.

Foto: Armadillo Aerospace

 

 

Obří kudlanka DEXTRE

Robonaut R2 není první robotický manipulátor na Mezinárodní kosmické stanici, jeho předchůdce se ale podobal spíš gigantické kudlance než člověku. Zařízení Dextre SPDM (Special Purpose Dexterous Manipulator) vyvinuli a vyrobili v Kanadě a na ISS se dostalo v březnu 2008 při misi raketoplánu Endeavour STS-123. Dálkově ovládaný manipulátor o hmotnosti půldruhé tuny má dvě robotické paže, které se mohou natáhnout do délky až 3,5 metru. Může manipulovoat s objekty o hmotnosti až 600 kg. Je určený výhradně pro práce ve vnějším prostoru na povrchu stanice - může například připevňovat nebo vyměňovat baterie, provádět drobné opravy, obsluhovat vědecké experimenty atd.

You have no rights to post comments