Наука и технологии России

Вход Регистрация

Российский марсоход будет интеллектуален

В Московском институте радиоэлектроники и автоматики (МИРЭА) разрабатывают макет робота, который в перспективе сможет в автоматическом режиме функционировать на Марсе. Отечественный марсоход, у которого уже, кстати, есть имя – Турист – не будет соревноваться с уже работающим на Красной планете американским Curiosity. Перед ним поставят другие цели и задачи.

О том, как собирают нашу машину, и чем заложенные в неё технологии могут быть полезны на Земле, журналисту STRF.ru рассказал руководитель проекта, заведующий кафедрой автоматических систем Института кибернетики МИРЭА Валерий Ивченко.

Валерий_Ивченко Валерий Ивченко: «Если задача поставлена – создать робот для исследования Марса, она будет решена»

Валерий Дмитриевич, первый в мире планетоход был разработан более полувека назад в СССР. Это, как известно, был Луноход-1. Прошло так много времени, прежде чем отечественная наука взялась за аналогичную задачу – разработку робота для исследования небесного тела. Какова цель этого нового проекта?

– На самом деле с момента запуска первого спутника, созданного в СССР в 1957 году, началась программа освоения космоса автоматическими станциями – роботами. Первый робот-спутник выполнял простейшую функцию – передавал сигналы на Землю. А затем в 1962 году был запущен космический робот Марс-1.

В 1970 году наша страна запустила полномасштабную робототехническую систему «Луноход-1». В то время мы имели очень хороший научный и технический задел. Мы сами задавали невиданный темп исследований в этой сфере всем развитым странам, ну а потом по известным причинам отстали, сейчас вот приходится оглядываться на американцев, у которых есть рабочие роботы и на Луне, и на Марсе. Мы фактически с начала начинаем. Но потенциал для успешного решения подобных задач в России, безусловно, есть, и с этим не поспоришь. Если задача поставлена – создать робот для исследования Марса, она будет решена. Для программы «Марс-500», призванной подготовить человека к полёту на Красную планету, мы разработали макет робота, имеющего руку-манипулятор, и способного работать под управлением оператора.

Робот_ТУРИСТ Робот ТУРИСТ (Телеуправляемый робот исследователь марсианских территорий). Может управляться по информации снимаемой с 6-ти видеокамер, размещенным на роботе и передавать ее на монитор пульта управления. Робот оснащен рукой-манипулятором

В итоге каким получился ваш робот, что он умеет?

– Наш робот, – подчеркну, это не та машина, которая будет запущена на Марс, а пока только её модель, – способен перемещаться по поверхности, похожей на поверхность Марса. Это песок и камни. Робот ездит, с помощью руки-манипулятора собирает образцы грунта, расставляет приборы, в частности, для измерения температуры, влажности, давления, радиации. Все эти данные он может передавать на борт пилотируемого аппарата, в котором будут находиться первые люди на Марсе. Кроме того, наш робот обладает системой технического зрения. У него 6 видеокамер, передающих информацию на дисплей оператору. Правда, он пока не обладает интеллектом, а просто управляется оператором по видеоканалу, но это дело времени. Официальное его название «ТУРИСТ», расшифровывается как телеуправляемый робот для исследования сухопутных территорий. Астронавты почему-то зовут его Гулливером. Почему, не знаю, вроде он не такой большой: в длину порядка 700 мм, в ширину – 500 мм.

Вы продолжаете работать над этой машиной? Какими ещё способностями собираетесь её наделить?

– Мы сейчас думаем, как сделать робота мыслящим.

В его программу придётся заложить алгоритмы, которые функционировали бы нормально при любой штатной и нештатной ситуации. Например, он должен успешно преодолевать все возможные препятствия на пути, прокладывать себе оптимальный путь к цели. Скажем, у него задача: из пункта А попасть в пункт Б на вверенной территории. Следовательно, он должен как-то «разглядеть» координаты пункта Б и двигаться к нему кратчайшим путём. А на этом пути могут быть камни или канавы, которые он должен как-то миновать.

Робот_ТУРИСТ

В планах предусмотреть и постановку более сложных задач. Ведь миссия робота может измениться из-за каких-то непредвиденных обстоятельств. Тогда, соответственно, его система управления должна перестроиться самостоятельно либо по команде из пункта управления.

Потом могут измениться внешние условия. Вдруг он попадет в зону повышенной радиации или в совершенно новую местность, к которой не готов, тогда опять же, он должен уметь адаптировать свои модули к работе в новой обстановке.

Наконец, возможен выход из строя того или иного элемента или системы. Тогда у нашей машины должно сработать свойство отказоустойчивости, которое означает решение проблемы построения надёжного робота из ненадёжных элементов.

Например, простейший вариант: повреждено одно из 6 колёс. Значит, выполнение функции робота по передвижению берут на себя оставшиеся 5 колёс. Более сложный случай: могут выходить из строя некоторые системы робота. Значит, робот должен осуществлять свою реконфигурацию, отключая неисправные блоки и подключая дополнительные резервные, либо алгоритмически пытаясь восполнить ту функцию, которую выполнял вышедший из строя модуль. Чтобы система была живучей, она должна обладать избыточностью – аппаратной, программной, информационной.

Робот_ТУРИСТ

Вот, пожалуй, три такие глобальные задачи: возможное изменение миссии робота, адаптация к изменению внешних условий и адаптация к выходу из строя той или иной системы с подключением функции отказоустойчивости.

Вы уже примерно знаете, как будете решать все эти задачи с научной точки зрения?

– В настоящее время идёт отработка разных идей. Но, кстати, если уж говорить не только о разработке макета, но и потенциальном запуске робота на Марс, придётся решать не только эти задачи. Возникают серьезные материаловедческие проблемы, должны быть созданы новые приборы, средства связи и др.

Пока ещё не до конца ясно, как будет перепрограммироваться этот робот, как управляться, как адаптироваться. В ближайшие годы будет идти тестирование различных технологий.

Вполне возможна задача управления коллективом роботов. Также будем проверять все возможные варианты, связанные с реконфигурацией интеллекта. Это и технологии автоматического обнаружения отказов, выполнения функций отказоустойчивости и так далее.

Чем российский марсоход будет отличаться от своего старшего американского брата Curiosity?

Curiosity – не самостоятельный аппарат, он управляется с Земли. В задачи этого робота входит перемещение по поверхности Марса, ее фотографирование, съем и передача разнообразной информации и др. Роботы нового поколения должны быть оснащены искусственным интеллектом, способным самостоятельно определять свое местонахождение, прокладывать маршрут, уметь защищать себя от внешних и внутренних возмущений.

Правда, о возможностях Curiosity по большому счёту судить мы можем косвенно, но, как я думаю, у американцев такая система интеллектуального автоматического управления ещё не создана. Если бы это было, то они бы давно реализовали эти технологии на автомобильном или водном транспорте, на беспилотных летательных аппаратах.

Такие работы ведутся, но пока этого нет. А за этим будущее. И России нужно сейчас думать не о том, чтобы догонять или перегонять американцев, а решать корректно сформулированные амбициозные задачи. Тогда все эти технологии можно будет реализовать и в других устройствах, призванных сделать комфортнее и безопаснее уже нашу, земную жизнь.

Проект МИРЭА "Разработка технологий дистанционной модификации интеллекта для повышения живучести робототехнических средств космического назначения и обеспечения продолжения их функционирования при изменениях миссий на примере мобильного робота-исследователя ТУРИСТ , созданного в рамках исследовательской программы МАРС-500" поддержан Федеральной целевой программой «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014–2020 годы»

РЕЙТИНГ

4.16
голосов: 19

Обсуждение