ESA-ina “najravnija podloga u Europi”: kako ORBIT u Nizozemskoj trenira robote i ljude za život bez gravitacije
Europska svemirska agencija (ESA) u siječnju 2026. objavila je rezultate jesenskih testiranja u svojem Orbitalnom laboratoriju za robotiku (ORL) u nizozemskom ESTEC-u, gdje su tri studentska tima iz Europe isprobala tehnologije za buduće svemirske zadatke: autonomno “puzanje” robotske ruke po konstrukcijama, neuroznanstveni pokus s ljudskim ispitanicima i hvatanje objekata gecko-inspiriranim prihvatnikom.Testiranja su provedena na ORBIT-u, platformi koja u dvije dimenzije oponaša bestežinsko stanje: sustav “lebdećih” platformi klizi po ultraravnom podu, bez trenja, zahvaljujući zračnim ležajevima. Takvo okruženje omogućuje da se algoritmi upravljanja, robotski mehanizmi i interakcija čovjeka s “mikrogravitacijom” provjere na Zemlji prije nego što skupi hardver ode u orbitu, gdje pogreške mogu značiti gubitak misije.
Što je ORBIT i zašto je “ravnina” presudna
ORBIT je središnja infrastruktura ORL-a u sklopu ESA-inog tehničkog centra ESTEC u Noordwijku. ESA ga opisuje kao ultraravan pod površine oko 43 četvorna metra (otprilike 4,8 puta 9 metara), pri čemu je razlika između najniže i najviše točke manja od jednog milimetra. U tehničkom opisu navodi se da je ukupno odstupanje ravnosti manje od 0,8 milimetara (uz toleranciju), a maksimalni nagib manji od 0,3 milimetra po metru, što je standard potreban za pouzdanu “slobodno-plutajuću” dinamiku bez prikrivenog utjecaja nagiba ili neravnina na kretanje platforme.
Na ORBIT-u se koriste platforme sa zračnim ležajevima: zračni jastuk stvara stabilan zračni raspor, tanji od vlasi kose, pa se platforma kreće gotovo bez ikakvog trenja, slično stolu za zračni hokej. U praksi to znači da se instrument, robotska ruka ili sjedalo s ljudskim ispitanikom na platformi ponašaju kao da su u bestežinskom stanju, ali ograničeno na ravninu: dvije translacijske i jednu rotacijsku dimenziju. Za verifikaciju kretanja ORBIT je opremljen i sustavom optičkog praćenja (VICON), koji daje referentne podatke o položaju i brzini objekata u prostoru, što je važno za usporedbu ponašanja algoritama s “istinom” mjerenja.
Takav laboratorij ESA koristi za širi spektar aktivnosti iz orbitalne robotike i navođenja, navigacije i upravljanja (GNC), uključujući istraživanje aktivnog uklanjanja svemirskog otpada, servisiranja satelita u orbiti i vizije sklapanja velikih konstrukcija u svemiru. Ključ je u tome da se na Zemlji, u kontroliranom okruženju, mogu realno provjeriti sustavi koji u orbiti moraju raditi u blizini drugih objekata, s vrlo malim relativnim brzinama i bez oslonca na tlo.
Program koji studentima otvara vrata “pravih” svemirskih laboratorija
Tri projekta došla su u ORL kroz ESA Academy Experiments Programme, godišnji obrazovni program namijenjen studentima preddiplomskih, diplomskih i doktorskih studija iz država koje su prihvatljive za sudjelovanje. ESA naglašava da program vodi timove kroz cijeli put razvoja projekta – od koncepta i dizajna do operacija i analize podataka – uz naglasak na industrijske inženjerske prakse, upravljanje projektom, smanjenje rizika i strategije financiranja. Program uključuje i formalne faze (od upoznavanja i edukacije do konzultacija, selekcije, provedbe kampanje i objave rezultata).
Osim ORL-a, program se otvara i drugim platformama ovisno o izdanju: od parabolnih letova i drop-towera do centrifuge, eksperimenata na Međunarodnoj svemirskoj postaji te misija poput Space Ridera. U ciklusu koji je započeo 2025., ESA je dio projekata usmjerila upravo na parabolne letove i ORL, a nakon evaluacije izabrano je pet timova – tri za ORL i dva za mikrogravitacijske kampanje u zrakoplovu.
SKYWALKER: robotska ruka koja se uči “uhvatiti” i povući vlastitu bazu
Danski tim SKYWALKER sa Sveučilišta Aalborg u ORL je došao s fokusom na autonomno kretanje robotske ruke u mikrogravitaciji primjenom pojačanog učenja (reinforcement learning). Ideja je jednostavna za opisati, ali zahtjevna za izvesti: robot treba pronaći točku oslonca na konstrukciji, uhvatiti se za nju i zatim “povući” vlastitu lebdeću bazu tako da se premjesti na novu poziciju. Danas se takvi “puzajući” pokreti robota po strukturama u svemiru u pravilu programiraju unaprijed; cilj je, prema objašnjenjima članova tima, pokazati da sustav može učiti i prilagođavati se, što bi dugoročno povećalo autonomiju robota u zadacima sklapanja i održavanja velikih svemirskih struktura.
Prema ESA-i, SKYWALKER je u sklopu programa odabran u veljači 2025., a testna kampanja u ORL-u održana je krajem rujna 2025. Tim je u laboratoriju postavio robotsku ruku na lebdeću platformu MANTIS, povezao sustav s VICON-om i zatim odvojeno provjerio dva algoritma. Prvi algoritam trebao je omogućiti da ruka samostalno detektira točku hvata i “usidri” se, dok je drugi – tehnički zahtjevniji – trebao koordinirati kretanje ruke i baze, tako da se platforma pomiče dok je ruka zakvačena.
Član tima Rasmus Kristiansen istaknuo je da je prvi dio bio usmjeren na autonomno pronalaženje i hvatanje točke oslonca, dok je drugi dio – povlačenje baze pokretom ruke – u stvarnom laboratorijskom okruženju pokazao razlike u odnosu na računalne simulacije. Upravo taj “sudar s realnošću” jedan je od razloga zbog kojih ESA naglašava vrijednost ORBIT-a: simulacije često pretpostavljaju idealne uvjete, dok u laboratoriju postoje ograničenja senzora, kašnjenja u sustavu, tolerancije u mehanici i sitne razlike u interakciji platforme s podlogom koje mogu “iskriviti” očekivani ishod.
Unatoč problemima s drugim algoritmom, ESA navodi da je tim uspio demonstrirati punu sekvencu “puzanja” kombinirajući kretanje ruke i platforme, te da su studenti identificirali uzrok odstupanja i izradili plan za doradu nakon povratka na sveučilište. U službenom osvrtu ESA-e navodi se i da je projekt nastavio napredovati nakon kampanje, uključujući to da je jedan nedavni diplomant preuzeo rad na projektu u punom radnom vremenu, što govori o prijenosu studentskog rada u ozbiljniji istraživačko-razvojni smjer.
V-STARS: prvi pokus s ljudskim ispitanicima na ORBIT-u
Dok je SKYWALKER bio usmjeren na robotsku autonomiju, britanski tim V-STARS (Birkbeck, University of London i University of Kent) otvorio je ORBIT prema neuroznanosti i fiziologiji čovjeka. ESA navodi da je riječ o prvom ORBIT eksperimentu koji je uključivao ljudske ispitanike, a fokus je bio na vezi između vestibularnog sustava (dijela unutarnjeg uha ključnog za ravnotežu) i percepcije vertikale u uvjetima mikrogravitacije.
Prema opisu tima, u eksperimentu je sudjelovalo ukupno 22 ispitanika. Sudionik sjedi na stolcu pričvršćenom na lebdeću platformu, nosi VR naočale i ima postavljene male elektrode iza uha. Platforma se zatim polako gura po ultraravnom podu u nasumičnim smjerovima, dok elektrode šalju blage signale koji stimuliraju vestibularni sustav. U VR prikazu sudionik vidi jednostavnu liniju, a istraživači provjeravaju doživljaj vertikalnosti pitajući ispitanika vidi li liniju kao potpuno okomitu ili blago nagnutu.
Ključni koncept na kojem V-STARS gradi jest vestibularna stohastička rezonancija: pojava u kojoj kontrolirana “buka” može povećati osjetljivost osjetnog sustava. Tim istražuje može li takav pristup poboljšati percepciju i potencijalno ubrzati prilagodbu na mikrogravitaciju, što je u svemirskim misijama povezano sa sigurnošću i učinkovitošću posade, osobito u početnim danima boravka u orbiti.
ESA u zasebnoj objavi navodi da je V-STARS odabran u veljači 2025. te da je, prije same kampanje, tim morao ishoditi etička odobrenja u Ujedinjenom Kraljevstvu i autorizaciju ESA-inog medicinskog odbora. Kampanja je, prema ESA-i, trajala dva tjedna, a testirano je više od 20 sudionika, nakon čega se tim vratio na sveučilišta kako bi analizirao rezultate.
Za ORL je to bio važan organizacijski iskorak: laboratorij koji se tradicionalno veže uz robotiku i sustave hvatanja/servisiranja satelita morao je uvesti procedure primjerene radu s ljudima, od sigurnosnih protokola do integracije opreme poput VR sustava i stimulacije vestibularnog sustava. Članica tima Milena da Silva Baiao istaknula je da je integracija pokusa u novom okruženju bila izazov, ali i vrijedno iskustvo za studente i laboratorijski tim.
GRASP: gecko-inspirirana “ljepljiva” hvataljka za ne-kooperativne mete
Talijanski tim GRASP sa Sveučilišta Sapienza u Rimu u ORL je došao s problemom koji postaje sve važniji u orbitama oko Zemlje: kako sigurno prići objektu koji “ne surađuje” i uhvatiti ga bez stvaranja nekontroliranog momenta ili odbijanja. Takvi scenariji uključuju i svemirski otpad, ali i satelite koje treba servisirati, preusmjeriti ili pripremiti za kontrolirano uklanjanje iz orbite.
GRASP je skraćenica od Gecko Rendezvous Autonomous System and Pincher. Tim, koji prema ESA-i okuplja 14 studenata različitih profila (od zrakoplovnog inženjerstva i robotike do umjetne inteligencije), razvio je ravninski robotski manipulator s “pipcima” i jastučićima od materijala koji oponaša gecko-adheziju. U ESA-inom opisu navodi se da se adhezija temelji na mikroskopskim strukturama koje pod blagim posmičnim silama ostvaruju kontakt te razvijaju Van der Waalsove sile, bez potrebe za ljepilom ili vakuumskim prihvatnicima, a uz mogućnost višekratnog aktiviranja i otpuštanja.
U glavnoj objavi ESA-e, član tima Stefano De Gasperin objašnjava da je njihov pokus simulirao malenu letjelicu koja prilazi objektu i hvata ga pomoću pipkastog prihvatnika s adhezivnim jastučićima. Lorenzo Di Filippo navodi da je robotska ruka bila montirana na jednu lebdeću platformu, dok je meta – u demonstraciji opisana kao žuti objekt – bila na drugoj. Prvo je sustav trebao autonomno pronaći metu i približiti se koristeći senzore na samoj platformi, a zatim su se “pipci” omotali oko objekta i povukli ga bliže, oponašajući početnu fazu hvatanja u orbiti.
Za razliku od SKYWALKER-a, gdje je glavna priča bila prijelaz algoritma iz simulacije u hardver, GRASP je morao optimizirati i mehaniku dodira: koliko sile smije primijeniti, kako izbjeći da se cilj odgurne i kako mjeriti uspješnost hvata. ESA u izvješću o kampanji navodi da je testiranje održano u studenome 2025. te da je tim, uz hardverske izazove, morao upravljati i sučeljima te mrežnom komunikacijom u laboratoriju. Unatoč tome, odrađeni su planirani testovi, a rezultati hvataljke ocijenjeni su ohrabrujućima, iako je učinkovitost varirala ovisno o tipu mete, što je i očekivano za tehnologiju u ranoj fazi razvoja.
Širi kontekst: od “ravnog poda” do složenih misija u orbiti
Iako ORBIT na prvi pogled izgleda kao laboratorijski pod i nekoliko platformi koje “klize”, njegova uloga je u tome da poveže tri razine provjere: teoriju i simulaciju, zemaljsko testiranje s realnim ograničenjima, te konačno primjenu u svemiru. U području orbitalne robotike, gdje se rade precizni manevri blizu drugih objekata, svaki milimetar i svaka milisekunda kašnjenja može biti presudna.
Usporedno, interes za tehnologije poput autonomnog “puzanja” po velikim konstrukcijama raste s planovima za sve veće sustave u orbiti: od servisnih platformi do konstrukcija koje bi se sastavljale u svemiru, gdje je ograničenje dimenzija raketnog lansiranja jedna od glavnih prepreka. U tom smislu, SKYWALKER-ov cilj – robot koji se samostalno premješta po strukturi – nije samo akademska vježba, nego potencijalni gradivni blok za buduće sustave sklapanja i održavanja.
S druge strane, GRASP-ova adhezivna hvataljka cilja na problem koji već danas opterećuje svemirsku zajednicu: rast količine otpada i potrebu za pouzdanim hvatanjem ne-kooperativnih objekata. ORL je, prema ESA-inim opisima, jedan od laboratorija gdje se takvi mehanizmi mogu provjeriti u realističnim uvjetima “slobodnog plutanja”, prije nego što se razmišlja o demonstracijama u orbiti.
V-STARS pak pokazuje da se “mikrogravitacijski analog” može koristiti i za čovjeka: kako se mijenjaju perceptivne strategije kad se tijelo ne može osloniti na gravitaciju kao stalni referentni okvir. U misijama s posadom to je pitanje koje ulazi u domenu sigurnosti rada i operativne učinkovitosti, od kretanja kroz modul do izvođenja preciznih zadataka u prvim danima leta.
“Kreativne ideje postaju stvarnost”: što ESA ističe kao rezultat
Voditelj ORL-a Marti Vilella, u ESA-inom osvrtu na kampanju, poručio je da u laboratoriju vidi kako studenti dolaze s odvažnim konceptima, a odlaze nakon što su sami ostvarili ambiciozan i jedinstven rezultat. Prema njegovim riječima, takvi projekti nisu samo tehnološki iskorak, nego i odskočna daska za profesionalne karijere.
Koordinatorica programa Laura Borella naglasila je da ESA Academy Experiments Programme prati timove od koncepta i dizajna do testiranja i izvedbe u naprednim postrojenjima povezanima s istraživanjem gravitacije, uz stalno mentorstvo ESA-inih stručnjaka. Posebno je istaknula da program nije zatvoren samo za STEM, nego je otvoren studentima različitih profila – od dizajna i psihologije do komunikacija i poslovanja – jer interdisciplinarnost često poboljšava uporabljivost, kvalitetu i doseg projekata.
Za ESA-u je to i način da se u realnom okruženju testiraju svježe ideje, ali i da se stvori nova generacija inženjera i istraživača koji razumiju kako se svemirski projekti razvijaju, dokumentiraju i vode kroz rizike. A za studente, ORBIT je ono rijetko mjesto gdje se razlika između “radilo je u simulaciji” i “radi na hardveru” vidi odmah – i gdje se, uz mentorstvo, može pretvoriti u sljedeći korak razvoja.
Izvori:- Europska svemirska agencija (ESA) – izvješće o tri studentska tima na ORBIT-u i opis eksperimenata ( link )- ESA – tehnički opis “Orbit Flatfloor” (dimenzije, tolerancije ravnosti, VICON sustav i namjene) ( link )- ESA – stranica Orbital Robotics Laboratory (ORL) u sklopu ESA Academy Experiments Programme (opis mogućnosti i simulacije mikrogravitacije) ( link )- ESA – “About the ESA Academy Experiments programme” (faze programa i platforme) ( link )- ESA – “SKYWALKER tests robotic crawling at ESTEC” (detalji kampanje krajem rujna 2025. i opis dva algoritma) ( link )- ESA – “V-STARS pioneers neuroscience at ESA’s Orbital Robotics Lab” (odobrenja, trajanje kampanje i opis zadatka u VR-u) ( link )- ESA – “Gripping the Future: Students Test Gecko-Inspired Robotic Arm…” (kampanja u studenome 2025. i rezultat hvataljke) ( link )
Kreirano: utorak, 27. siječnja, 2026.
Pronađite smještaj u blizini