Robotnaute - Robonaut

Deux robots Robonaut 2

Un Robonaut est un robot humanoïde , une partie d'un projet de développement mené par le laboratoire de robotique Dexterous à la NASA de Lyndon B. Johnson Space Center (JSC) à Houston , Texas . Robonaut diffère des autres robots spatiaux actuels en ce que, alors que la plupart des systèmes robotiques spatiaux actuels (tels que les bras robotiques, les grues et les rovers d'exploration) sont conçus pour déplacer de gros objets, les tâches de Robonaut nécessitent plus de dextérité.

L'idée centrale de la série Robonaut est de faire fonctionner une machine humanoïde aux côtés des astronautes . Son facteur de forme et sa dextérité sont conçus de telle sorte que Robonaut puisse utiliser des outils spatiaux et travailler dans des environnements similaires adaptés aux astronautes.

La dernière version de Robonaut, R2, a été livrée à la Station spatiale internationale (ISS) par STS-133 en février 2011. Premier robot construit aux États-Unis sur l'ISS, R2 est un torse robotique conçu pour assister les EVA d' équipage et peut contenir des outils. utilisé par l'équipage. Cependant, Robonaut 2 n'a pas la protection adéquate nécessaire pour exister à l'extérieur de la station spatiale et des améliorations et des modifications seraient nécessaires pour lui permettre de se déplacer à l'intérieur de la station. La NASA déclare que « les robotnautes sont essentiels à l'avenir de la NASA alors que nous allons au-delà de l' orbite terrestre basse », et R2 fournira des données de performance sur la façon dont un robot peut travailler côte à côte avec des astronautes.

Robotnaute 1

Robonaut 1 (R1) a été le premier modèle. Les deux versions Robonaut (R1A et R1B) avaient de nombreux partenaires dont la DARPA . Aucun n'a été envoyé dans l'espace. D'autres conceptions pour Robonaut proposent des utilisations pour la téléopération sur des surfaces planétaires, où Robonaut pourrait explorer une surface planétaire tout en recevant des instructions d'astronautes en orbite au-dessus. Robonaut B a été introduit en 2002, R1B est une version portable de R1. R1 avait plusieurs corps inférieurs. L'un d'eux était la jambe Zero-G, que si Robonaut travaillait sur la station spatiale, il grimperait à l'aide des mains courantes externes, puis utiliserait sa jambe zéro-g pour s'accrocher à la station à l'aide d'une prise WIF. Une autre était la Robotic Mobility Platform (RMP), développée en 2003, c'est une base à deux roues utilisant un Segway PT . Et le Centaur 1 à quatre roues, qui a été développé en 2006. Robonaut a participé aux essais sur le terrain des études de recherche et de technologie sur le désert de la NASA dans le désert de l'Arizona.

En 2006, le constructeur automobile General Motors a manifesté son intérêt pour le projet et a proposé de s'associer à la NASA. En 2007, un accord Space Act a été signé qui a permis à GM et à la NASA de travailler ensemble sur la prochaine génération de Robonaut.

  • Robonaut avec jambe zéro-g

  • Robonaut attaché à RMP

  • Robonaut attaché au Centaure 1

Robotnaute 2

R2 emménage pour la première fois à bord de l'ISS

En février 2010, Robonaut 2 (R2) a été révélé au public. R2 est capable de vitesses plus de quatre fois plus rapides que R1, est plus compact, plus adroit et comprend une plage de détection plus profonde et plus large. Il peut déplacer ses bras jusqu'à 2 m/s, a une capacité de charge utile de 40 lb et ses mains ont une force de préhension d'environ 5 lb. par doigt. Il y a plus de 350 capteurs et 38 processeurs PowerPC dans le robot.

Les membres d'équipage de la station pourront piloter R2, tout comme les contrôleurs au sol ; les deux le feront en utilisant la téléprésence . L'une des améliorations par rapport à la génération précédente de Robonaut est que R2 n'a pas besoin d'une supervision constante. En prévision d'une future destination dans laquelle la distance et les retards rendraient la gestion continue problématique, R2 a été conçu pour être paramétré sur des tâches puis les exécuter de manière autonome avec des contrôles d'état périodiques. Bien que toutes les amplitudes de mouvement et de sensibilité humaines n'aient pas été dupliquées, la main du robot a 12 degrés de liberté ainsi que 2 degrés de liberté au poignet. Le modèle R2 utilise également des capteurs tactiles au bout de ses doigts.


R2 a été conçu comme un prototype destiné à être utilisé sur Terre, mais les responsables de mission ont été impressionnés par R2 et ont choisi de l'envoyer sur l'ISS. Diverses améliorations ont été apportées pour le qualifier pour une utilisation à l'intérieur de la station. Les matériaux de la peau extérieure ont été échangés pour répondre aux exigences d'inflammabilité de la station, un blindage a été ajouté pour réduire les interférences électromagnétiques, les processeurs ont été mis à niveau pour augmenter la tolérance aux radiations du robot, les ventilateurs d'origine ont été remplacés par des ventilateurs plus silencieux pour répondre aux exigences de bruit de la station et le système d'alimentation a été recâblé pour fonctionner sur le système de courant continu de la station plutôt que sur le courant alternatif utilisé au sol.

Robonaut en cours de mise à niveau en orbite

Robonaut 2 a été lancé sur STS-133 le 24 février 2011 et livré à l' ISS . Le 22 août, R2 a été mis sous tension pour la première fois alors qu'il était en orbite terrestre basse. C'est ce qu'on appelait un "power tremper" qui est un test du système d'alimentation uniquement sans mouvement. Le 13 octobre, R2 s'est déplacé pour la première fois dans l'espace. Les conditions à bord de la station spatiale offrent un terrain d'essai aux robots pour travailler côte à côte avec des personnes en microgravité. Une fois que cela a été démontré à l'intérieur de la station, des mises à niveau logicielles et des corps inférieurs peuvent être ajoutés, permettant à R2 de se déplacer à l'intérieur de la station et d'effectuer des tâches de maintenance, telles que l'aspiration ou le nettoyage des filtres. Une paire de jambes a été livrée à l'ISS sur SpX-3 en avril 2014. Le sac à dos à batterie devait être lancé lors d'un vol ultérieur en été/automne 2014. Dans la conception du robot R2, un imageur de temps de vol 3D sera être utilisé avec une paire de caméras stéréo pour fournir des informations de profondeur et des images stéréo visibles au système. Cela permet au R2 de "voir", ce qui est l'une des conditions préalables de base pour remplir ses tâches. Pour intégrer les différents types de données de capteurs dans un seul environnement de développement, le logiciel de traitement d'images Halcon 9.0 de MVTec Software (Munich, Allemagne [1] ) est utilisé.

D'autres améliorations pourraient être ajoutées pour permettre à R2 de travailler à l'extérieur dans le vide de l'espace, où R2 pourrait aider les marcheurs de l'espace à effectuer des réparations, à faire des ajouts à la station ou à mener des expériences scientifiques. Alors qu'il n'était initialement pas prévu de ramener le R2 lancé sur Terre, la NASA a annoncé le 1er avril 2018 que R2 reviendrait sur Terre en mai 2018 avec CRS-14 Dragon pour réparation et relance éventuelle dans environ un an. L'expérience de la NASA avec R2 sur la station les aidera à comprendre ses capacités pour d'éventuelles missions dans l'espace lointain.

  • R2 à bord de l'ISS avec Dan Burbank

  • R2 attaché au Centaure 2

  • R2 avec pattes terrestres proposées

  • R2 avec ses 'jambes grimpantes'

Projet M

Fin 2009, une proposition de mission appelée Project M a été annoncée par le Johnson Space Center qui, si elle avait été approuvée, aurait eu pour objectif de faire atterrir un robot R2 sur la Lune en 1 000 jours.

Voir également

Les références

Lectures complémentaires

  • RO Ambrose, H. Aldridge, RS Askew, R. Burridge, W. Bluethman, MA Diftler, C. Lovchik, D. Magruder, F. Rehnmark, ROBONAUT : NASA's Space Humanoid , IEEE Intelligent Systems Journal, Vol. 15 , n° 4, pp. 57-63, juillet/août. 2000, doi : 10.1109/5254.867913 .
  • MA Diftler, CJ Culbert et RO Ambrose, " Evolution of the NASA/DARPA Robonaut Control System ", dans IEEE International Conf. Automatisation de la robotique , pp. 2543-2548, 2003.
  • G. Landis, "Teleoperation from Mars Orbit: A Proposal for Human Exploration," Acta Astronautica, Vol. 61, n° 1, 59-65 (janvier 2008) ; également document IAC-04-IAA.3.7.2.05, 55th International Astronautical Federation Congress (2004). (Une version populaire est disponible auprès de la NASA .)

Liens externes

Vidéos