Firma GMV testuje w terenie na Fuerteventurze nowe oprogramowanie ESA: ogromny krok naprzód w zakresie prędkości łazika

Międzynarodowy koncern technologiczny GMV zakończył 8 października serię testów w Lajares, miejscowości położonej w gminie La Oliva na na wyspie Fuerteventura, dotyczącą pokładowego systemu autonomicznego, składającego się z dopracowanego systemu naprowadzania, nawigacji i sterowania (GNC) o nazwie FASTNAV oraz nowego podsystemu percepcji opartego na sztucznej inteligencji, zwanego HAWKEYE, który wykorzystuje pokładowe wnioskowanie do wykrywania niebezpiecznych przeszkód i ukształtowania terenu.

W ciągu jedenastu dni firma wdrożyła i przetestowała system GNC w ramach projektu NOMAD, modułowego systemu autonomicznej nawigacji, który umożliwia łazikom księżycowym szybkie i bezpieczne poruszanie się po Księżycu, wykorzystując informacje z różnych czujników i na różnych odległościach.

W trakcie kampanii firma GMV przeprowadziła testy oparte na scenariuszach misji, w tym eksplorację kraterów oraz poruszanie się w warunkach ograniczonej widoczności, symulujących obszary pozostające w stałym cieniu.

Działanie to jest współfinansowane w ramach programu Europejskiej Agencji Kosmicznej Ogólnego Programu Wsparcia Technologicznego (GSTP) oraz wspierana przez Brytyjską Agencję Kosmiczną (UKSA).  Technologia ta, która początkowo powstała w ramach programu rozwoju technologii (TDE) Europejskiej Agencji Kosmicznej, a następnie została dopracowana w ramach programu GSTP mającego na celu ograniczenie ryzyka, przeszła drogę od wczesnej fazy innowacji do etapu sprawdzoną autonomiczną zdolność nawigacyjną, która umożliwi szybsze i skuteczniejsze misje eksploracyjne na Księżycu.

Eksploracja Księżyca znów stała się priorytetem w programach kosmicznych. Regiony polarne Księżyca budzą szczególne zainteresowanie ze względu na możliwą obecność wody i substancji lotnych, a także panujące tam ekstremalne warunki: w niektórych obszarach pozostających w ciągłym cieniu temperatury mogą sięgać około -243 °C, a brak światła utrudnia nawigację. Regolit i zasoby mineralne, w tym metale i pierwiastki ziem rzadkich, również mogą znaleźć zastosowanie w przyszłych misjach kosmicznych.

W dokumencie „Wizja technologiczna ESA 2040” uznano, że technologia stanowi punkt wyjścia dla wszystkich działań ESA, oraz przedstawiono plany dotyczące zapewnienia trwałej obecności robotów i ludzi poza Ziemią, co będzie możliwe dzięki wysoce autonomicznym łazikom i systemom zrobotyzowanym, które będą mogły prowadzić badania i działać z wykorzystaniem lokalnych zasobów. Opracowywanie technologii wspierających łaziki i lądowniki (a w przyszłości także obecność ludzi na powierzchni Księżyca) stało się priorytetem dla branży kosmicznej i ESA. Program GSTP wspiera rozwój i doskonalenie tych kluczowych technologii, wzmacniając konkurencyjność Europy i zapewniając, że w momencie, gdy będą potrzebne, osiągną odpowiedni poziom dojrzałości i będą gotowe do wykorzystania.

Najnowsza część projektu FASTNAV obejmuje system HAWKEYE, który wzbogaca system nawigacyjny o funkcje sztucznej inteligencji. Wraz z projektem ANIME (opracowanym w ramach programu ESA „Navigation Innovation and Support”), te trzy moduły tworzą NOMAD – modułowy, autonomiczny system nawigacyjny, który umożliwia łazikom księżycowym szybkie i bezpieczne poruszanie się na Księżycu, wykorzystując informacje z różnych czujników i na różnych odległościach. Zostały one wdrożone w środowisku TASTE (The ASSERT Set of Tools for Engineering).

„To osiągnięcie podkreśla znaczenie wkładu Wielkiej Brytanii w europejską eksplorację kosmosu i pokazuje, w jaki sposób inwestycje w zaawansowaną robotykę przyczyniają się do rozwoju technologii niezbędnych do realizacji przyszłych misji księżycowych. Dzięki programom takim jak GSTP agencji ESA przyspieszamy opracowywanie innowacyjnych rozwiązań, które pozwolą na stworzenie bardziej wydajnych, odpornych i autonomicznych systemów eksploracyjnych” – powiedział Juan Bevan, kierownik ds. działalności FSR w brytyjskiej spółce zależnej GMV.

System ma na celu wyeliminowanie jednego z ograniczeń związanych z eksploracją planet: konieczności zatrzymywania pojazdu w celu oceny przeszkód i podjęcia decyzji o dalszym postępowaniu. System NOMAD umożliwi łazikowi reagowanie na przeszkody i dostosowywanie trasy bez konieczności zatrzymywania się, co ma na celu poprawę postrzegania otoczenia, lokalizacji, planowania i sterowania w zmiennych warunkach i przy ograniczonej widoczności. W tym celu połączy techniki wizji komputerowej i sztucznej inteligencji z wykrywaniem i omijaniem przeszkód, planowaniem i zmianą trasy w czasie rzeczywistym oraz autonomicznym sterowaniem pojazdem.

„W przyszłych misjach księżycowych łaziki będą musiały działać bezpiecznie i wydajnie w warunkach, w których opóźnienia w łączności, ograniczona widoczność i trudny teren utrudniają bezpośredni nadzór ze strony ludzi”. Projekt NOMAD pokazuje, w jaki sposób zaawansowana autonomia pozwala łazikom na ciągłą ocenę otoczenia, unikanie zagrożeń i dostosowywanie trasy w czasie rzeczywistym, co przyczynia się do maksymalizacji wyników naukowych przy jednoczesnym ograniczeniu ograniczeń operacyjnych. „Ta kampania stanowi ważny krok w kierunku stworzenia nowej generacji szybkich i wydajnych systemów autonomicznych, które będą wspierać długoterminową eksplorację Księżyca i przestrzeni kosmicznej poza nim” – powiedział Steven Kay, kierownik techniczny ds. zaawansowanych koncepcji robotycznych w firmie GMV.

W ślad za sukcesem projektu RAPID, projekt NOMAD obejmuje rozwiązania FASTNAV i HAWKEYE (również opracowane w ramach tego działania GSTP, ale skupiające się na rozwoju sztucznej inteligencji w ramach struktury oprogramowania).

Zakończona na Fuerteventurze kampania testowa stanowi kolejny krok naprzód w pracach nad rozwojem i walidacją technologii autonomicznej nawigacji przeznaczonych do eksploracji Księżyca. Dzięki projektowi NOMAD firma GMV kontynuuje prace nad zaawansowanymi rozwiązaniami zrobotyzowanymi zgodnymi z celami ESA, umożliwiając łazikom poruszanie się po trudnym terenie o ograniczonej widoczności z większą autonomią i bezpieczeństwem.