Autonomia i Robòtica

Actualment, l’Autonomia i la Robòtica es consideren com la solució idònia per a tasques 3D: «Dull, Difficult and Dangerous» (és a dir tasques tedioses, difícils o perilloses) en el camp espacial. Els robots ja substitueixen els astronautes en tasques que requereixen molt temps o que són repetitives i que impliquen la manipulació de grans masses amb gran precisió. Fins i tot, l’ús de robots podria permetre la realització d’activitats no abordades per éssers humans (manteniment de satèl·lits, recollida de mostres en planetes, exploració espacial in situ). En aquest context, l’autonomia, entesa com la independència del robot respecte al control humà, és una característica clau d’aquests sistemes. L’operador humà es pot trobar a milers de quilòmetres del sistema robòtic i el robot ha de poder reaccionar enfront d’un entorn hostil en continu canvi.

Partint de tecnologies espacials de GNC, GMV està traslladant el seu coneixement i experiència a les àrees principals de la robòtica (autonomia amb utilització de tècniques d’intel·ligència artificial com ara planificació, programació i multiagents, planificació de trajecte i control de les rodes per a navegació de rovers, manipulació i confiscació amb braços robòtics, percepció de l’entorn mitjançant làser, estereovisió i dispositius de temps de vol).

Aquestes són algunes de les capacitats actuals de GMV en l’àmbit de l’autonomia i la robòtica:

  • Autonomia: tècniques d’Intel·ligència Artificial com les de planificació, programació i multiagents. Dedica especial atenció als sistemes robòtics i satèl·lits que requereixin característiques cognitives avançades alhora que genera programari blindat d’una forma automatitzada (paradigma “correcte per construcció”). 
     
  • GMV ha desenvolupat també, dins un projecte de l’ESA, un controlador autònom d’ús general (GOAC) com a plataforma genèrica aplicable a una àmplia varietat d’aplicacions robòtiques espacials per a l’ESA. Aquesta plataforma espacial proporciona capacitats d’Intel·ligència Artificial basades en el paradigma intercalat “execució amb planificació”, construïda a partir del marc robòtic GenoM millorat amb tècniques “correcte per construcció”. 
     
  • Disseny i construcció del rover: GMV ha desenvolupat diversos rovers com a plataformes de demostració o com a aplicació de tecnologies robòtiques:

    • MoonHound, en col·laboració amb la UPM-CAR (Centre per a l’Automatització i la Robòtica). 
    • EGP-Rover, rover autònom de quatre rodes, amb navegació basada en estereovisió perquè serveixi com a plataforma de mobilitat a TAS-I per a l’allotjament d’altres dos braços robòtics i la demostració del concepte “centauro”.
    • LRM rover, plataforma de 60 quilos per a teleoperació sobre un escenari lunar. 
    • Rover virtual del tipus Exomars que utilitza el simulador 3DROV com a robot autònom orientat a un objectiu.  
       
  • Navegació robòtica: la navegació robòtica comença amb la percepció de l’entorn a través de sensors exterioceptius (làser, estereovisió, temps de vol), modelització de l’entorn, localització utilitzant tècniques de fusió de dades de sensors de navegació (IMU, giroscopi, inclinòmetres) i control de moviment mitjançant capacitats de planificació de trajectòria. 

  • Manipulació robòtica: control de braços robòtics (KUKA, Mitsubishi) en condicions de temps real, cinemàtica directa i inversa, planificació motora, captació d’objectes, presentació visual (VS) i recollida de mostres. 
     
  • Centre de Control Robòtic: com a extensió de les seves capacitats en el Segment Terreny, GMV desenvolupa també sistemes per a un Centre de Control Robòtic, com la missió EXOMARS o el projecte RAT (banc de proves per a l’autonomia del rover). 
     
  • SPoT (terreny de superficie planetària): GMV alberga a la seva seu una superfície excepcional de 182 m2 que simula un paisatge marcià amb terra vermella similar en granulometria al sòl de Mart, roques i un panorama marcià. Aquesta instal·lació ofereix una gran àrea de prova i un entorn extern per a l’assaig de diferents aplicacions robòtiques en condicions de llum natural. Les característiques del sòl són iguals a les d’algunes regions de Mart i el color, la grandària i la distribució de les roques persegueix reproduir fidelment les imatges rebudes de les missions marcianes. 

  • Solucions robòtiques per al sector del petroli i el gas
    • FOXIRIS: El robot conegut amb el nom de FOXIRIS (Flipper-based Oil & Gas ATEX Intelligent Robotics System) es basa en els últims avenços desenvolupats per GMV en l’àrea dels rovers d’exploració de la superfície planetària. Està dissenyat per fer front als riscos a què s’exposen els treballadors en la indústria del petroli i el gas. El robot incorpora sensors de navegació i instruments científics que tenen com a objecte inspeccionar els manòmetres, les vàlvules i l’indicador de nivell, detectar superfícies calentes i alarmes de so i identificar fuites de gas. La tecnologia s’està desenvolupant com a part del desafiament ARGOS (Autonomous Robot for Gas and Oil Sites), convocat per Total, per promoure la creació de robots per a instal·lacions de producció d’hidrocarburs en condicions extremes.

GALERIA DE VÍDEOS

Vídeos sobre els principals projectes i esdeveniments en els quals participa GMV en el sector de la robòtica.