Aktuální vydání

celé číslo

07

2019

Řízení dopravy a budov

celé číslo

Úspěšné zkoušky nové techniky a softwaru pro kosmické roboty EU v Maroku

Před koncem roku 2018 byla v Maroku úspěšně ukončena mise podobná vesmírným výpravám na Mars. Při ní mnohočlenný mezinárodní tým vyzkoušel během listopadu a prosince 2018 v marockých pouštích novou kosmickou robotickou techniku uvažovanou EU k použití při budoucích průzkumech Marsu a Měsíce. 

Krátce před vánočními svátky roku 2018 byla v Maroku úspěšně ukončena mise realizovaná jako součást evropského projektu s názvem Peraspera (Plan European Roadmap and Activities for Space Exploitation of Robotics and Autonomy) pod taktovkou Evropské kosmické agentury ESA podobná výpravě na Mars. Pracovní tým složený mj. z více než 30 vědeckých pracovníků z jedenácti států při ní zkoušel v rámci Strategického výzkumného clustru SRC (Strategic Research Cluster) od poloviny listopadu do poloviny prosince 2018 v marockých pouštích novou kosmickou robotickou techniku původem z EU, která má být v budoucnu použita k průzkumu Marsu a Měsíce.

Marocký region Erfoud v blízkosti hranice s Alžírskem – turistům také známý svými úchvatnými pískovými dunami – nabídl pro zkoušky v terénu trvající čtyři týdny ideální podmínky. Se svými kamennými pouštěmi téměř bez vegetace a s načervenalými horskými hřbety je zdejší krajina neuvěřitelně podobná krajině na Marsu. Evropský výzkumný tým zde mohl vyzkoušet roboty, snímače a software za podmínek, které se reálným pracovním podmínkám budoucích kosmických robotů blíží mnohem více, než co umožňují obvyklé laboratorní a simulační zkušební prostředky. 

Zkoušky v terénu vyžadují náročnou přípravu

Gianfranco Visentin, vedoucí oddělení pro automatizaci a robotiku v agentuře ESA a koordinátor projektu Peraspera, vysvětluje nezbytnost zkoušek v terénu slovy: Jenom takovýmito náročnými zkouškami v terénu se můžeme ujistit, že námi vyvinutý hardware a software budou na Marsu a na Měsíci v drsném okolním prostředí fungovat tak, jak si představujeme. Normálně zkoušíme nové prostředky ve zkušebních laboratořích a simulací na počítačích. Přitom se simuluje to, co si představujeme a předvídáme, ale rea­lita nám přináší nepředvídané situace. Vlivy variability, která je přírodě vlastní – od světelných poměrů, tvaru krajiny až po struktury z písku a skal – lze spolehlivě zjistit jen zkouškami v reálném terénu.“

V projektu Peraspera spolupracují agentura ESA, Německé středisko pro letectví a kosmonautiku DLR a národní kosmické agentury Francie, Španělska, Itálie a Velké Británie v mnoha dílčích výzkumných a vývojových projektech na rozvoji SRC jako strategického výzkumného klastru pro kosmickou robotickou techniku a její sledování. Důležitou činností klastru jsou zkoušky a metody vyhodnocující získané experimentální údajů o chování vyvinuté techniky. K těmto patří i koordinované zkoušky v marocké poušti. 

Projekt Peraspera striktně vyžaduje průkazné zkoušky v terénu

První dva týdny svého pobytu v Maroku využili členové výzkumného týmu projektu Peraspera k tomu, aby v dílně nedaleko hotelu v Erfoudu připravili hardware a software dodaný partnery projektu k použití v terénu. Podrobnou digitální trojrozměrnou mapu zkušebního prostoru nezbytnou pro misi na Sahaře vyhotovili s rozlišením až 4 cm s použitím létajícího dronu poskytnutého agenturou ESA.

Koncem listopadu rozbili výzkumníci konečně svůj základní tábor v poušti nedaleko osady Rissani (obr. 1), asi 30 km jihozápadně od Erfoudu. Zde ověřovali výsledky dílčích vývojových projektů European Robotic Goal-Oriented Autonomous Controller (ERGO, koordinace: firma GMV ze Španělska) a InFuse (koordinace: firma Space Applications z Belgie), ale zejména nový software vyvinutý pro zajištění autonomního provozu robotů a fúzi dat (Datenfusion).

Jako robotická zkušební platforma byl využit hybridní kráčející a pojízdný vozík SherpaTT Německého výzkumného střediska pro umělou inteligenci DFKI, který ztělesňuje novou generaci kosmických robotů (obr. 2). Vedle toho byla zkoušena dvě klasická čtyřkolová robotická vozítka, s názvy Minnie a Mana, francouzské Laboratoře pro analýzu a architekturu systémů LAAS-CNRS z Toulouse a snímačový modul Německého střediska pro letectví a kosmonautiku DLR z Oberpfaffenhofenu. Vozík SherpaTT, inspirovaný planetárními průzkumnými scénáři agentury NASA, prokázal, že s novým softwarem autonomně zvládne i dálkové trasy. Aby mohl odebrat vzorek půdy na určeném místě, dokázal vozík v marocké pouštní krajině, charakterizované rozlehlými rovinami, ale také strmými srázy, soutěskami a propastmi, samostatně urazit trasu delší než 1,3 km. Zajímavé obrázky, videosekvence a postřehy ze zkoušek v terénu v marocké poušti lze zhlédnout na Twitteru (Field Trials Morocco@ft-morocco). 

Závěr

Společně s podrobnou trojrozměrnou mapou zkušebního prostoru představují data, která vozíky v Maroku shromáždily, rozsáhlý soubor zkušebních údajů. Tento soubor nejenže umožnil partnerům projektu během zkoušek v terénu prokázat, že vyvinuté softwarové moduly za podmínek podobných jako na Marsu skutečně fungují, nýbrž také poskytuje mnohoslibnou databázi pro další výzkumné práce. Úspěšně vyzkoušená kosmická robotická technika a softwarové moduly budou dále použity jako základní komponenty složitějších robotických celků, jejichž vývoj je naplánován na období 2019 až 2021 v rámci druhé řady „kosmických“ projektů podporovaných EU. Další informace o evropském projektu Peraspera lze nalézt na webové stránce www.h2020-peraspera.eu/.

[Feuertaufe bestanden: EU-Partner testen erfolg­reich neue Software für Weltraumroboter in Marok­ko. Pressemitteilung DFKI, 10. 1. 2019.]

Ing. Karel Kabeš

Obr. 1. Stanový tábor mezinárodního výzkumného týmu projektu Peraspera v marocké poušti v noci (foto: DFKI – Thomas Frank)

Obr. 2. Hybridní kráčející a pojízdný vozík SherpaTT ústavu DFKI při pohybu v marocké poušti (foto: DFKI – Florian Cordes)