Laboratorio Draper

El personal del laboratorio ha estudiado formas de integrar la información del Sistema de Posicionamiento Global (GPS) en la navegación basada en sistemas de navegación inercial para reducir costos y mejorar la confiabilidad. Los sistemas de navegación inercial (INS) militares no pueden depender totalmente de la disponibilidad de los satélites GPS para la corrección de rumbo (necesaria debido al aumento gradual del error o "deriva"), debido a la amenaza de bloqueo o interferencia hostil de la señal. Un sistema inercial menos preciso generalmente significa un sistema menos costoso, pero uno que requiere una recalibración más frecuente de la posición a partir de otra fuente, como el GPS. Los sistemas que integran GPS con INS se clasifican como "acoplados débilmente" (anteriores a 1995), "acoplados fuertemente" (1996-2002) o "profundamente integrados" (a partir de 2002), dependiendo del grado de integración del hardware. ^{[ 20 ]} A partir de 2006Se preveía que muchos usos militares y civiles integrarían el GPS con el INS, incluyendo la posibilidad de proyectiles de artillería con un sistema profundamente integrado que puede soportar 20.000 g cuando se disparan desde un cañón. ^{[ 21 ]}

En 2010, Draper Laboratory y el MIT colaboraron con otros dos socios como parte del equipo Next Giant Leap para ganar una subvención destinada a lograr el Google Lunar X Prize, cuyo objetivo era enviar el primer robot financiado con fondos privados a la Luna. Para optar al premio, el robot debía recorrer 500 metros sobre la superficie lunar y transmitir vídeo, imágenes y otros datos de vuelta a la Tierra. Un equipo desarrolló un "Simulador Terrestre Artificial Lunar y de Gravedad Reducida" para simular operaciones en el entorno espacial, utilizando el algoritmo de guía, navegación y control para gravedad reducida de Draper Laboratory. ^{[ 22 ] [ 23 ]}

En 2012, ingenieros del Laboratorio Draper en Houston , Texas, desarrollaron un nuevo método para girar la Estación Espacial Internacional , denominado "maniobra de propulsión óptima", que logró un ahorro del 94 % con respecto a la práctica anterior. El algoritmo tiene en cuenta todo lo que afecta al movimiento de la estación, incluyendo "la posición de sus propulsores y los efectos de la gravedad y el par giroscópico". ^{[ 24 ]}

A partir de 2013A nivel personal, Draper estaba desarrollando una prenda para uso en órbita que utiliza giroscopios de momento controlado (CMG) para crear resistencia al movimiento de las extremidades del astronauta y así mitigar la pérdida ósea y mantener el tono muscular durante vuelos espaciales prolongados. La unidad se denomina traje de contramedida vectorial variable, o V2Suit, que también utiliza CMG para mejorar el equilibrio y la coordinación del movimiento, creando resistencia y una sensación artificial de "abajo". Cada módulo CMG tiene aproximadamente el tamaño de una baraja de cartas. La idea es que la prenda se use "en los meses previos al aterrizaje en la Tierra o periódicamente durante una misión larga". ^{[ 25 ]}

En 2013, un equipo de Draper/MIT/NASA también estaba desarrollando un traje espacial con CMG que ampliaría las capacidades actuales del sistema SAFER (Simplified Aid for EVA Rescue) de la NASA, un traje espacial diseñado para el "auto rescate propulsivo" en caso de que un astronauta se suelte accidentalmente de la nave espacial. El traje con CMG proporcionaría una contrafuerza mejor que la disponible actualmente para cuando los astronautas utilizan herramientas en entornos de baja gravedad. En la Tierra, la contrafuerza proviene de la gravedad. Sin ella, una fuerza aplicada resultaría en una fuerza igual en la dirección opuesta, ya sea en línea recta o girando. En el espacio, esto podría hacer que un astronauta perdiera el control. Actualmente, los astronautas deben sujetarse a la superficie en la que trabajan. Los CMG ofrecerían una alternativa a la conexión mecánica o la fuerza gravitatoria. ^{[ 26 ]}

El 29 de noviembre de 2018, Draper Laboratory fue nombrado contratista de Servicios Comerciales de Carga Lunar (CLPS) por la NASA , lo que le permite licitar para entregar cargas útiles de ciencia y tecnología a la Luna para la NASA. ^{[ 27 ]} Draper Lab propuso formalmente un módulo de aterrizaje lunar llamado Artemis-7 . ^{[ 28 ] [ 29 ]} La compañía explicó que el número 7 denota la séptima misión de aterrizaje lunar en la que Draper Laboratory participaría, después de los seis alunizajes Apolo. ^{[ 29 ]} El concepto del módulo de aterrizaje se basa en un diseño de una compañía japonesa llamada ispace , que es miembro del equipo de Draper en esta empresa. ^{[ 30 ]} Los subcontratistas en esta empresa incluyen a General Atomics , que fabricará el módulo de aterrizaje, y Spaceflight Industries , que organizará los servicios de lanzamiento para el módulo de aterrizaje. ^{[ 30 ] [ 31 ]} A partir de septiembre de 2023, Draper e ispace están desarrollando un módulo de aterrizaje lunar llamado APEX 1.0 para entregar cargas útiles CLPS a la luna en 2026. ^{[ 32 ]}

Investigadores de Draper desarrollan sistemas de inteligencia artificial para permitir que los dispositivos robóticos aprendan de sus errores. Este trabajo apoya el proyecto financiado por DARPA , relacionado con el Sistema de Combate Futuro del Ejército . Esta capacidad permitiría que un vehículo autónomo bajo fuego aprendiera que una carretera es peligrosa y encontrara una ruta más segura, o que reconociera su nivel de combustible y el estado de los daños. A partir de 2008Según se informa, Paul DeBitetto dirigió el grupo de robótica cognitiva del laboratorio en este esfuerzo. ^{[ 33 ]}

A partir de 2009El Departamento de Seguridad Nacional de EE. UU. financió al Laboratorio Draper y a otros colaboradores para desarrollar una tecnología que detectara a posibles terroristas mediante cámaras y otros sensores que monitorean el comportamiento de las personas sometidas a controles. El proyecto se denomina Tecnología de Detección de Atributos Futuros (FAST, por sus siglas en inglés). Su aplicación consistiría en que los puntos de control de seguridad evaluaran a los candidatos para una posterior verificación. En una demostración de la tecnología, el director del proyecto, Robert P. Burns, explicó que el sistema está diseñado para distinguir entre intenciones maliciosas y expresiones benignas de angustia, empleando una amplia investigación sobre la psicología del engaño. ^{[ 34 ]}

En 2010, Neil Adams, director de programas de sistemas tácticos del Laboratorio Draper, lideró la integración de sistemas del programa de Nanovehículos Aéreos (NAV) de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA) para miniaturizar plataformas de reconocimiento voladoras. Esto implica gestionar el vehículo, las comunicaciones y los sistemas de control terrestre para que los NAV funcionen de forma autónoma y transporten una carga útil de sensores para cumplir la misión prevista. Los NAV deben operar en áreas urbanas con poca o ninguna señal GPS, basándose en sensores y sistemas de visión. ^{[ 35 ]}

En 2009, Draper colaboró ​​con el Massachusetts Eye and Ear Infirmary para desarrollar un dispositivo implantable de administración de fármacos que «combina aspectos de los sistemas microelectromecánicos (MEMS) con la microfluídica, lo que permite el control preciso de fluidos a escalas muy pequeñas». El dispositivo es una «máquina flexible llena de fluido» que utiliza tubos que se expanden y contraen para promover el flujo de fluido a través de canales con un ritmo definido, impulsado por una bomba a microescala que se adapta a las condiciones ambientales. El sistema, financiado por los Institutos Nacionales de la Salud , podría tratar la pérdida auditiva administrando «pequeñas cantidades de un fármaco líquido a una región muy delicada del oído; el implante permitirá que las células sensoriales se regeneren, restaurando finalmente la audición del paciente». ^{[ 36 ]}

A partir de 2010Heather Clark, del Laboratorio Draper, estaba desarrollando un método para medir la concentración de glucosa en sangre sin necesidad de pincharse el dedo. El método utiliza un nanosensor, similar a un tatuaje en miniatura de apenas unos milímetros de diámetro, que los pacientes se aplican en la piel. El sensor utiliza el infrarrojo cercano o la luz visible para determinar las concentraciones de glucosa. Normalmente, para regular sus niveles de glucosa en sangre, los diabéticos deben medirla varias veces al día extrayendo una gota de sangre con un pinchazo y colocándola en un analizador. El método del nanosensor sustituiría este proceso. ^{[ 37 ]}

De vez en cuando, el Laboratorio Draper organiza exposiciones y eventos gratuitos abiertos al público, que se presentan en espacios semipúblicos especiales en la parte delantera del atrio central del Edificio Duffy. Por ejemplo, en 2019 Draper presentó Hack the Moon , una celebración del 50.º aniversario del primer alunizaje del Apolo el 20 de julio de 1969. La exposición incluyó artefactos, como el hardware de la computadora de guía del Apolo desarrollado en Draper, y el software de la misión desarrollado por personal de Draper, incluidos Don Eyles , Margaret Hamilton y Hal Laning . Los visitantes podían practicar el aterrizaje del Módulo Lunar Apolo en un simulador de software y luego intentar aterrizar dentro de un simulador de movimiento a tamaño real como el que usaron los astronautas para practicar la misión real. Charlas de personal y jubilados de Draper, y conciertos públicos gratuitos completaron las festividades. Se creó un sitio web especial de Hack the Moon para conmemorar la celebración. ^{[ 46 ] [ 47 ] [ 48 ]}

Otras exposiciones han destacado diferentes aspectos de los proyectos de investigación realizados en Draper, incluyendo información sobre oportunidades de empleo. Todos los visitantes deben pasar por un escáner de seguridad similar a los que se usan en los aeropuertos, pero no se requieren autorizaciones de seguridad especiales para acceder a las áreas semipúblicas. ^{[ 49 ]}

El Programa de Becas Draper, basado en la investigación, patrocina a unos 50 estudiantes de posgrado cada año. ^{[ 50 ]} Los estudiantes reciben formación para ocupar puestos de liderazgo en el gobierno, las fuerzas armadas, la industria y la educación. El laboratorio también apoya la investigación financiada en el campus con profesores e investigadores principales a través del programa de I+D de la universidad. Ofrece oportunidades de empleo y prácticas para estudiantes de pregrado.

El Laboratorio Draper lleva a cabo un programa de divulgación educativa comunitaria y de STEM (Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas) para estudiantes de primaria y secundaria, que estableció en 1984. ^{[ 51 ]} Cada año, el laboratorio distribuye más de $175,000 a través de sus programas de relaciones con la comunidad. ^{[ 52 ]} Estos fondos incluyen apoyo para pasantías, programas cooperativos, participación en festivales de ciencia y la provisión de visitas guiadas y oradores, lo cual es una extensión de esta misión. ^{[ 53 ]}

A partir de 2021Draper Laboratory también patrocina Draper Spark!Lab, en el Museo Nacional de Historia Americana en el National Mall en Washington, DC. Este espacio práctico de invención, operado por la Institución Smithsonian, es gratuito para todos los visitantes y se centra en actividades educativas para niños de 6 a 12 años. ^{[ 54 ]}

La empresa financia el Premio Charles Stark Draper , administrado por la Academia Nacional de Ingeniería . Este premio se otorga para reconocer logros innovadores en ingeniería y su aplicación práctica, que han generado importantes beneficios y mejoras significativas en el bienestar y la libertad de la humanidad. Pueden optar al premio de 500 000 dólares los logros en cualquier disciplina de la ingeniería. ^{[ 55 ]}