Az emberi kar dinamikájára épített robotkarokkal segítenék a műholdak összeszerelését a világűrben. A kínai kutatás sikere jelentősen megváltoztatná a jelenleg alkalmazott módszereket.
A Pekingi Technológiai Intézet kutatócsoportja új módszert dolgozott ki a műholdakat az űrben összeszerelő robotok vezérlésére. Az alkalmazott megoldást az emberi kar ihlette. A szervezetünk a különböző feladatok precíz és stabil elvégzéséhez képes csillapítani saját mozgását. A kutatók eredményeiket a „Cyborg and Bionic Systems” című szaklapban tették közzé.
Az űrműveletek során a robotoknak komplex és dinamikus környezetben kell interakcióba lépniük a tárgyakkal. A hagyományos robotvezérlési módszerek azonban csak korlátozottan alkalmazkodnak a változatos és bizonytalan helyzetekhez, így hajlamosak a vibrációra, ami összeszerelési hibát okozhat. E kihívások leküzdésére a kutatók az emberi kar változó csillapítási jellemzőin alapuló, ahhoz hasonló, változó mechanikus engedékenységű szabályozási módszert javasoltak.
A rezgések és azok amplitúdójának csökkentésével a túlzott érintkezési erő nem károsítja a tárgyakat az összeszerelés során. Az emberi kar rugalmasan tudja beállítani saját csillapítását: amikor egy törékeny tárgyat tart, az emberi kar növeli a csillapítást, hogy elkerülje a tárgy eltörését, míg amikor egy nehéz tárgyat tol, csökkenti a csillapítást, hogy nagyobb erőt legyen képes kifejteni.
A kutatók ezt a tulajdonságot utánozták egy olyan, változó mechanikus engedékenységű vezérlő megtervezésével, amely az érintkezési és az összeszerelési követelményeknek megfelelően képes változtatni a robotkarok csillapítását, egyszerre kompenzálva a külső zavarokat és a környezeti bizonytalanságokat. Az új módszer teszteléséhez a kutatók egy dinamikus adatgyűjtő platformot építettek, amely az emberi kar mozgását rögzíti az összeszerelési feladatok során. Egy ATI omega160 6D erőérzékelőt használtak az emberi kéz és az összeszerelési alkatrészek közötti érintkezési erő mérésére, valamint egy Stereolabs ZED mini mozgásrögzítő rendszert a végsebesség meghatározására. Elemezték az adatokat, és összefoglalták az „emberi alkatrész” dinamikai jellemzőit, valamint a műhold-összeszerelés három érintkezési mintáját, a csúszó, az ütköző és a stabil érintkezést.
A kutatók ezután a módszerüket egy olyan robotmanipulátorra ültették át , amelyet a műholdkomponensek űrbéli összeszerelésére építettek. Számos szimulációt és kísérletet végeztek elmegfigyelve és értékelve az új módszer teljesítményét különböző forgatókönyvek esetén. A kinyert adatok szerint az új megközelítés hatékonyan javíthatja az űrbeli robotszerelés biztonságát, robusztusságát és alkalmazkodóképességét.
A kutatók a módszerüket egy földi kísérleti platformon is ellenőrizték, amely segítségével egy műhold összeszerelését szimulálták – sikerrel. A kutatók azonban leszögezték: további kutatásokra van szükség ahhoz, hogy a robotok képesek legyenek az emberek által végzett munkálatokhoz hasonló, változó környezetben történő összeszerelési feladatok elvégzésére. Emellett azonban olyan tartós és megbízható robotokra is szükség van, amelyek ellenállnak a zord űrkörnyezetnek.
