Exercício virtual projetado para sistemas de controlo de rovers



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Os projectos de protótipos para rovers robóticos geralmente são submetidos aos seus ritmos nas instalações planetárias rochosas de testes “Mars Yard” (Pátio Marciano). Agora, foi criado um ambiente  virtual comparável para avaliar o desempenho do programa informático de controlo de rovers.

Este novo Ambiente de Teste de Autonomia no Solo (OGATE) permite que diferentes sistemas robóticos autónomos sejam avaliados em relação a critérios padronizados. O seu modelo foi apoiado através da Iniciativa de Interconexão/Associação (NPI) da ESA, apoiando teses de doutoramento em temas relacionados com a tecnologia espacial.

Quanto maior a distância que os futuros rovers explorarem, mais autónomos terão de se tornar. A Lua é quase tão longe quanto o controlo remoto directo é viável – controladores russos dirigiram um par de rovers Lunokhod através da superfície lunar, em tempo real, no início dos anos 70.

Além disso, os rovers são vigiados actualmente através de uma sequência exaustiva de telecomandos de ligação ascendente durante cada passagem de comunicação, que são então implementados, precisamente, um de cada vez.

Isto adiciona uma carga de trabalho elevada para operadores na Terra, junto com muito stress entre passes – e se algo corre mal?

O objectivo é agregar maior autonomia aos futuros rovers, tornando o controlo robótico mais seguro e mais intuitivo e permitindo que os operadores se concentrem em questões científicas. A abordagem preferida é denominada “Planeamento e Programação AI” (P&S), onde o rover receberá uma “lista de compras” de actividades, para a qual então gerará o seu próprio plano de acção para realizá-las.

Os sistemas autónomos que tornarão isto possível são intrinsecamente complexos e a alguns anos de distância de voo“, explica Pablo Muñoz, do Departamento de Engenharia Informática da Universidade de Alcalá, criador do OGATE.

Assim, de certo modo, o nosso trabalho funciona como um primeiro passo para melhorar a avaliação experimental e validação de tais sistemas.”

Embora vários sistemas de controlo P&S sejam semelhantes no conceito geral, abordagens individuais podem ser baseadas em prioridades diferentes – algumas, por exemplo, podem priorizar o uso de recursos, como conservar a energia da bateria, enquanto outras podem concentrar-se na oportunidade.

Ao usar o OGATE, podemos avaliar se o plano gerado por um sistema P&S se encaixa com a execução robótica“, acrescenta Pablo. “Podemos comparar como o robô atinge os seus objetivos com o intervalo de tempo mínimo e máximo dado pelos planeadores, para fornecer uma medida da eficiência do plano.

Podemos também avaliar outros aspectos, como o tempo gasto para gerar o plano em primeiro lugar, por quanto tempo o rover permanece parado, os recursos computacionais que o controlador requer, ou como responde a um evento inesperado – actualmente temos 17 métricas necessárias, e estão a trabalhar para oferecer um conjunto completo.”

Por enquanto, o OGATE assume uma superfície planetária plana para a sua análise de casos, mas a equipa realizou simulações iniciais do rover 2020 ExoMars num ambiente virtual semelhante ao de Marte, visto como um bom candidato para demonstrar características de autonomia.

Pablo trabalhou com a secção de Robótica Planetária da ESA enquanto desenvolvia o OGATE, tendo passado dois meses no centro técnico ESTEC da ESA em Noordwijk, Países Baixos.

Sobre a Iniciativa de Interconexão/Associação

Actualmente a celebrar o seu décimo aniversário, a NPI da ESA apoia o trabalho realizado por universidades e institutos de investigação em tecnologias avançadas com potenciais aplicações espaciais, com o objectivo de promover uma maior interacção entre a ESA, as universidades Europeias, os institutos de investigação e a indústria.

Notícia e imagens: ESA

Texto corrigido para Língua Portuguesa pré-AO90

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