Zespół z Texas A&M opublikował w IEEE Transactions on Field Robotics projekt RoboBalla III — nadmuchiwanej kuli, która ma eksplorować kratery księżycowe niedostępne dla łazików kołowych. Robot nie ma kół ani nóg: przemieszcza się, przesuwając wewnętrzne wahadło, które zmienia jego środek ciężkości.
Najważniejsze w skrócie
- Średnica 1,8 metra, masa 150 kilogramów, koszt około 250 tys. USD (ok. 1 mln zł)
- Tylko dwa aktuatory, oba wewnątrz, odcięte od pyłu i temperatury
- Pokonuje zbocza o nachyleniu 20 stopni i przeskakuje przeszkody
- Kulista obudowa chroni elektronikę w zakresie temperatur od 93 do minus 240 stopni Celsjusza
- Cel misyjny: krater Shackletona na biegunie południowym Księżyca
Napęd bez kół i bez nóg
Zamiast silników w kołach RoboBall przesuwa wewnętrzne wahadło. Przemieszczenie masy wytrąca kulę z równowagi i wprawia ją w ruch — ten sam mechanizm steruje kierunkiem i prędkością na zboczu.
Uproszczony przepływ napędu wahadłowego RoboBalla. Diagram redakcyjny na podstawie opisu mechanizmu w IEEE Spectrum — publikacja nie zawiera schematu w tej formie.
Konstrukcja ma dwie konsekwencje. Po pierwsze, kula nie może się przewrócić, bo nie ma pozycji „do góry nogami”. Po drugie, oba aktuatory?Aktuator: Element wykonawczy zamieniający energię na ruch — w robotyce zwykle silnik z przekładnią. To najczęstszy punkt awarii, bo pracuje mechanicznie i jest wystawiony na pył oraz temperaturę. znajdują się w środku, więc pył księżycowy i skoki temperatury ich nie dotykają — a to właśnie te dwa czynniki najczęściej niszczą sprzęt na powierzchni.
Pięć lat i trzy wersje
Prace prowadzi Rishi Jangale z zespołem, a sam pomysł pochodzi z 2003 roku od Roberta Ambrose'a, byłego inżyniera robotyki w NASA. Aktualna, trzecia wersja jest zasilana bateryjnie.
| Parametr | RoboBall III |
|---|---|
| Średnica | 1,8 m |
| Masa | 150 kg |
| Liczba aktuatorów | 2 (oba wewnętrzne) |
| Maksymalne nachylenie | 20° |
| Zakres temperatur | od 93°C do −240°C |
| Koszt jednostki | ok. 250 tys. USD |
Kwota jest istotna, bo przy takim rzędzie wielkości misja może zabrać kilka jednostek zamiast jednej.
Po co kula w kraterze
Krater Shackletona na biegunie południowym ma ściany zbyt strome dla łazików kołowych. Kula radzi sobie tam z prostego powodu: jak ujmuje to Jangale, trudno o lepszy kształt do staczania się ze wzgórza. Konstrukcja radzi sobie na skalistym gruncie, miękkim podłożu i stromiznach, a testy prowadzono w kamieniołomie.
Dlaczego to ważne?
Eksploracja kraterów utknęła na sprzęcie, który jest zbyt delikatny i zbyt drogi, by ryzykować zejście po stromiźnie. RoboBall odwraca problem: zamiast chronić skomplikowaną maszynę, upraszcza ją do dwóch aktuatorów w zamkniętej powłoce.
Co dalej?
- Praca ukazała się w IEEE Transactions on Field Robotics i zawiera hipotetyczny plan misji, a nie zatwierdzony lot
- Zespół przetestował konstrukcję w kamieniołomie — brak informacji o testach w warunkach próżni lub obniżonej grawitacji
Źródła
- IEEE Spectrum — The Best Way to Explore Lunar Craters Is a Giant Robot Ball
- IEEE Xplore — IEEE Transactions on Field Robotics
