U jednom od tehnološki najnaprednijih pothvata recentnog doba, tim robota je ovog ljeta marljivo istraživao simulirani marsovski krajolik na Zemlji, preciznije u Njemačkoj, dok su sve komande stizale s visine od preko 400 kilometara – s Međunarodne svemirske postaje (ISS). Astronaut koji je upravljao ovom robotskom jedinicom nije bio fizički prisutan na terenu, već je lebdio u mikrogravitaciji, pretvarajući se u avatara za robotske istraživače na tlu. Ovaj događaj označio je kulminaciju, četvrtu i ujedno posljednju sesiju iznimno važnog eksperimenta poznatog pod nazivom Surface Avatar. Riječ je o plodonosnoj suradnji između Europske svemirske agencije (ESA) i Njemačkog zrakoplovnog centra (DLR), čiji je primarni cilj bio razvoj i usavršavanje metoda kojima će astronauti u budućnosti upravljati cijelim timovima robota pri obavljanju složenih zadataka na površini Mjeseca i Marsa.

Astronaut u Ulozi Avatara: Ljudska Intuicija Iznad Zemlje

U središtu ove kompleksne operacije nalazio se NASA-in astronaut Jonny Kim. Smješten u modulu Columbus na ISS-u, Kim je proveo otprilike dva i pol sata upravljajući robotskom posadom na Zemlji. Njegova uloga nadilazila je puko daljinsko upravljanje; on je bio mozak operacije, donositelj ključnih odluka i strateg koji je usmjeravao djelovanje mehaničkih istraživača. Korištenjem naprednog sučelja, Kim je mogao delegirati zadatke, nadzirati napredak misije i intervenirati kada je to bilo potrebno, demonstrirajući kako ljudska intuicija ostaje nezamjenjiva čak i u eri visoke automatizacije. Cijeli eksperiment je osmišljen tako da astronaut ima minimalne prethodne pripreme o detaljima zadataka, čime se realističnost misije podiže na višu razinu i testira sposobnost sustava i čovjeka da improviziraju u nepredviđenim situacijama.

Robotski Tim na 'Marsu'

Na Zemlji, u kontroliranom okruženju DLR-ovog centra u Oberpfaffenhofenu koje vjerno simulira negostoljubivi teren Marsa, nalazio se raznolik tim od četiri robota, svaki sa svojim specijaliziranim sposobnostima. Glavne zvijezde bili su humanoidni robot Rollin' Justin i četveronožni robot Spot. Rollin' Justin, ponos DLR-ovog inženjerstva, humanoid je na kotačima s dva iznimno spretna kraka i rukama s četiri prsta, sposoban za manipulaciju objektima s velikom preciznošću. Njegovi lagani krakovi od karbonskih vlakana mogu podići teret do 14 kilograma po ruci, a posjeduje čak 51 stupanj slobode kretanja, što mu omogućuje dohvaćanje predmeta s tla i visine do dva metra. U misiji, Justin je bio zadužen za delikatne zadatke poput prijenosa prikupljenih uzoraka do landera.

Njegov partner, ESA-in robot Spot, četveronožna je platforma poznata po svojoj izvanrednoj mobilnosti i sposobnosti autonomnog kretanja po vrlo zahtjevnim i neravnim terenima. Dok je Justin zahtijevao mješavinu direktne kontrole i unaprijed zadanih naredbi, Spot je dobio zadatak da samostalno navigira simuliranim marsovskim tlom, pronalazi kontejnere s uzorcima i označava njihove lokacije. Ova podjela rada ključan je element koncepta "skalabilne autonomije", gdje astronaut-operater preuzima ulogu nadzornika, delegirajući rutinske zadatke autonomnim sustavima kako bi se mogao usredotočiti na strateške odluke i rješavanje problema.

Složeni Scenariji Misije: Testiranje Granica Autonomije

Posljednja sesija eksperimenta Surface Avatar donijela je nove, dosad najkompleksnije scenarije. U prvom zadatku, Jonny Kim je koordinirao Justina i Spota u misiji prikupljanja razbacanih kontejnera s uzorcima. Spot je, koristeći svoje napredne algoritme za navigaciju, samostalno istraživao teren i locirao mete. Nakon toga, Kim bi preuzeo kontrolu nad Justinom, vodeći ga do označenih lokacija kako bi robot svojim spretnim rukama pokupio kontejnere i pažljivo ih transportirao do simuliranog landera. Ova sinergija testirala je fluidnost prebacivanja između autonomnog rada i teleoperacije, što je ključno za efikasnost budućih planetarnih misija.

Drugi scenarij bio je još izazovniji i osmišljen da testira sposobnost sustava i astronauta da reagiraju na nepredviđene kvarove. U ovom zadatku, ESA-in rover Interact, vozilo dizajnirano za transport, prevezao je DLR-ovog robota Berta do ulaza u simuliranu marsovsku špilju. Bert je manji, agilni četveronožni robot nalik psu, specijaliziran za kretanje u uskim i nepristupačnim prostorima gdje se veći, kotačima opremljeni roboti ne mogu kretati. Nakon što je Kim uz pomoć jednog od robota uklonio stijenu koja je blokirala ulaz, poslao je Berta u istraživanje. Međutim, eksperiment je uključivao planirani kvar – jedna od Bertovih nogu je simulirano otkazala. U tom trenutku, Kim je morao u stvarnom vremenu pristupiti Bertovom sustavu i reprogramirati njegov algoritam za hodanje, učeći ga novom, trokrakom načinu kretanja. Nakon uspješne "rehabilitacije", Bert je nastavio svoju misiju unutar špilje, gdje je uspješno detektirao simulirane znakove prisutnosti leda, demonstrirajući izvanrednu prilagodljivost cijelog sustava čovjek-stroj.

Tehnologija Koja Briše Granice: Sučelje Budućnosti

Sva ova interakcija omogućena je zahvaljujući sofisticiranom kontrolnom sučelju koje su zajednički razvili ESA i DLR. Radna stanica na ISS-u sastoji se od prijenosnog računala s grafičkim prikazom misije te dva specijalizirana kontrolera. Jedan je joystick sa sedam stupnjeva slobode kretanja koji omogućuje intuitivno upravljanje kretanjem i smjerom gledanja robota. Drugi, još napredniji, jest haptički uređaj. Ova tehnologija omogućuje astronautu da doslovno "osjeti" ono što robot osjeća. Kada bi Justinova ruka uhvatila neki objekt, Kim bi na svom kontroleru osjetio otpor, težinu i teksturu tog objekta. Ovaj prijenos osjeta dodira ključan je za obavljanje delikatnih operacija koje zahtijevaju preciznost na razini ispod milimetra. Sučelje također omogućava Kimu da se prebacuje između pogleda iz prvog lica, za potpuno uranjanje u teleoperaciju, i pregledne mape misije iz ptičje perspektive, za bolji strateški nadzor nad cijelim timom robota. Iako signal između ISS-a i Zemlje putuje gotovo 90.000 kilometara preko satelita, uzrokujući kašnjenje od oko 800 milisekundi, sustav je dizajniran da kompenzira taj lag i omogući fluidno i učinkovito upravljanje.

Korak Bliže Mjesecu i Marsu

Kroz četiri uspješne sesije, tim projekta Surface Avatar usavršio je pristup interakciji čovjeka i robota, poboljšavajući i direktnu teleoperaciju i metode delegiranja zadataka autonomnim sustavima. Eksperimenti su pružili neprocjenjive podatke o tome koje zadatke astronauti preferiraju obavljati pod izravnom kontrolom, a koje je sigurno i efikasno prepustiti robotima da ih obave samostalno. Voditelji projekta ističu kako su ovim eksperimentima ispunjeni svi tehnički preduvjeti za upravljanje složenim robotskim misijama na Marsu te za uspostavu budućih stalnih istraživačkih postaja na Mjesecu. Europa je ovim projektom izgradila jedinstvenu stručnost na polju svemirske robotike, a razvijene tehnologije imaju i potencijalne primjene na Zemlji, u industrijama poput nuklearne ili offshore energetike. Uspješan završetak Surface Avatar sage, simbolično okrunjen daljinskim rukovanjem između astronauta Kima i voditelja projekta na tlu preko Justinove robotske ruke, nije samo tehnološko postignuće, već jasan pokazatelj da je suradnička budućnost ljudi i robota u istraživanju svemira već započela.