Robonauta

Un robonauta es un robot humanoide que forma parte de un proyecto de desarrollo llevado a cabo por el Laboratorio de Robótica Diestra del Centro Espacial Lyndon B. Johnson (JSC) de la NASA en Houston , Texas . El robonauta se diferencia de otros robots espaciales actuales en que, mientras que la mayoría de los sistemas robóticos espaciales actuales (como brazos robóticos, grúas y vehículos exploradores) están diseñados para mover objetos grandes, las tareas del robonauta requieren mayor destreza.

La idea central de la serie Robonaut es que una máquina humanoide trabaje junto a los astronautas . Su forma y destreza están diseñadas para que Robonaut "sea capaz de realizar todas las tareas requeridas de un miembro de la tripulación con traje espacial". ^{[ 1 ]}

La NASA afirma: "Los robonautas son esenciales para el futuro de la NASA a medida que avanzamos más allá de la órbita terrestre baja ", ^{[ 2 ]} y R2 proporcionará datos de rendimiento sobre cómo un robot puede trabajar codo a codo con los astronautas. ^{[ 3 ]}

La última versión de Robonaut, R2, fue entregada a la Estación Espacial Internacional (EEI) por la misión STS-133 en febrero de 2011. ^{[ 2 ]} El primer robot de fabricación estadounidense en la EEI, R2 es un torso robótico diseñado para asistir en las actividades extravehiculares (EVA) de la tripulación y puede sostener herramientas utilizadas por la tripulación. ^{[ 3 ]} Sin embargo, Robonaut 2 no cuenta con la protección adecuada necesaria para operar fuera de la estación espacial y se requerirían mejoras y modificaciones para permitirle moverse por el interior de la estación. ^{[ 3 ]}

A partir de 2018La NASA planeaba devolver el cohete R2 para repararlo y luego relanzarlo.

Robonaut 1 (R1) fue el primer modelo. Las dos versiones de Robonaut (R1A y ​​R1B) tuvieron muchos socios, incluyendo DARPA . Ninguno voló al espacio. Otros diseños para Robonaut proponen usos para la teleoperación en superficies planetarias, donde Robonaut podría explorar una superficie planetaria mientras recibe instrucciones de astronautas en órbita arriba. ^{[ 4 ]} Robonaut B fue presentado en 2002, R1B es una versión portátil de R1. ^{[ 5 ]} R1 tenía varios cuerpos inferiores. Uno de ellos era la Pierna de Gravedad Cero, que si Robonaut estaba trabajando en la estación espacial, escalaría usando los pasamanos externos y luego usaría su pierna de gravedad cero para engancharse a la estación usando un enchufe WIF. Otro era la Plataforma de Movilidad Robótica (RMP), desarrollada en 2003, ^{[ 6 ]} es una base con dos ruedas usando un Segway PT . ^{[ 7 ]} Y el Centaur 1 de cuatro ruedas, que fue desarrollado en 2006. ^{[ 8 ] [ 9 ]} Robonaut ha participado en las pruebas de campo de los Estudios de Investigación y Tecnología del Desierto de la NASA en el desierto de Arizona. ^{[ 10 ]}

En 2006, la empresa automotriz General Motors expresó interés en el proyecto y propuso asociarse con la NASA. En 2007 se firmó un Acuerdo de la Ley Espacial que permitió a GM y a la NASA trabajar juntas en la próxima generación de Robonaut. ^{[ 11 ]}

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  Robonauta con pierna de gravedad cero
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  Robonaut acoplado a RMP
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  Robonaut acoplado al Centauro 1

En febrero de 2010, se presentó al público el Robonaut 2 (R2) . El R2 es capaz de alcanzar velocidades cuatro veces superiores a las del R1, es más compacto, más diestro e incluye un rango de detección más amplio y profundo. ^{[ 12 ]} Puede mover sus brazos hasta 2  m/s, tiene una capacidad de carga útil de 18 kg (40 lb) y sus manos poseen una fuerza de agarre de aproximadamente 2,3 kg (5 lb) por dedo. El robot cuenta con más de 350 sensores y 38 procesadores PowerPC . ^{[ 13 ]}    

Los miembros de la tripulación de la estación podrán operar R2, al igual que los controladores en tierra; ambos lo harán mediante telepresencia . Una de las mejoras con respecto a la generación anterior de Robonaut es que R2 no necesita supervisión constante. Anticipándose a un futuro destino en el que la distancia y los retrasos temporales harían problemática la gestión continua, R2 fue diseñado para que se le asignaran tareas y luego las llevara a cabo de forma autónoma con comprobaciones periódicas de estado. ^{[ 11 ]} Si bien no se ha duplicado todo el rango de movimiento y la sensibilidad humanos, la mano del robot tiene 12 grados de libertad , así como 2 grados de libertad en la muñeca. ^{[ 14 ]} El modelo R2 también utiliza sensores táctiles en las puntas de sus dedos. ^{[ 15 ]}

R2 fue diseñado como un prototipo para ser utilizado en la Tierra, pero los responsables de la misión quedaron impresionados por R2 y decidieron enviarlo a la ISS. ^{[ 11 ]} Se realizaron varias mejoras para que fuera apto para su uso dentro de la estación. Se cambiaron los materiales de la cubierta exterior para cumplir con los requisitos de inflamabilidad de la estación, se añadió blindaje para reducir la interferencia electromagnética, se actualizaron los procesadores para aumentar la tolerancia del robot a la radiación, se reemplazaron los ventiladores originales por otros más silenciosos para cumplir con los requisitos de ruido de la estación, y se recableó el sistema de alimentación para que funcionara con el sistema de corriente continua de la estación en lugar de la corriente alterna utilizada en la Tierra. ^{[ 11 ]}

En el diseño del robot R2, se utilizará un generador de imágenes 3D de tiempo de vuelo junto con un par de cámaras estéreo para proporcionar información de profundidad e imágenes estéreo visibles al sistema. Esto permite que el R2 "vea", lo cual es una de las condiciones básicas para cumplir sus tareas. Para integrar los distintos tipos de datos de los sensores en un único entorno de desarrollo, se utilizará el software de procesamiento de imágenes Halcon 9.0 de MVTec Software (Múnich, Alemania).) se utiliza. ^{[ 16 ]}

A finales de 2009, el Centro Espacial Johnson anunció una misión propuesta llamada Proyecto M que, de haber sido aprobada, habría tenido como objetivo aterrizar un robot R2 en la Luna en un plazo de 1000 días. ^{[ 21 ] [ 22 ]}

• Lista de robots de la NASA
• Valkiria (R5)
• CIMON – Robot flotante desplegado en la ISS por Airbus
• Int-Ball : robot flotante con cámara desplegado en la ISS por JAXA.
• Justin (robot) , un robot similar en la Tierra creado por DLR
• Kirobo , el primer robot astronauta totalmente humanoide.
• FEDOR (robot) – Robot humanoide astronauta ruso

• RO Ambrose, H. Aldridge, RS Askew, R. Burridge, W. Bluethman, MA Diftler, C. Lovchik, D. Magruder, F. Rehnmark, ROBONAUT: Humanoide espacial de la NASA Archivado el 2 de octubre de 2012 en Wayback Machine , IEEE Intelligent Systems Journal, vol. 15 , n.º 4, págs.  57-63, julio/agosto de 2000, doi : 10.1109/5254.867913 .
• MA Diftler, CJ Culbert y RO Ambrose, " Evolución del sistema de control Robonaut de la NASA/DARPA ", en IEEE International Conf. Robotics Automation , págs.  2543–2548, 2003.
• G. Landis, «Teleoperación desde la órbita de Marte: una propuesta para la exploración humana», Acta Astronautica, vol. 61, n.º 1, págs. 59-65 (enero de 2008); también artículo IAC-04-IAA.3.7.2.05, 55.º Congreso de la Federación Internacional de Astronáutica (2004). (Existe una versión divulgativa disponible en la NASA ).
• JL Rochlis, John-Paul Clarke, SM Goza. TELEROBÓTICA EN ESTACIONES ESPACIALES: DISEÑO DE UNA INTERFAZ HUMANO-ROBOT AIAA 2001-5110

• Página principal de Robonaut
• Comunicado de prensa y ficha técnica de Robonaut2 de la NASA. Archivado el 25/10/2012 en Wayback Machine.
• Comunicado de prensa de Robonaut2 GM
• Sitio web antiguo de Robonaut
• Robonaut 2 listo para la Estación Espacial Internacional - 14 de abril de 2010. Archivado el 2 de noviembre de 2013 en Wayback Machine.
• Artículo en profundidad sobre Robonaut en NASASpaceFlight.com
• Robonaut: Un asistente robótico para astronautas. Archivado el 22/07/2011 en Wayback Machine.
• Presentación de diapositivas de Robonaut 2 ( archivada el 31/07/2016) en Wayback Machine.