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NASAの自律組立ロボットが月面居住モジュールを建設

有人探査を支援する宇宙空間・惑星表面での自律組立技術

宇宙空間および惑星表面での組立は、有人ミッションを支援するための様々な技術推進を含む困難な領域です。NASAは、月面で居住モジュールやアンテナのような構造物を建設する自律組立エージェントを開発しています。これらのモジュール式で再構成可能なAssemblerロボットは、継続的な人間の監視とテレオペレーションが禁止されている場所でも、構造物のロボット組立を提供します。

NASAの自律組立ロボットが月面居住モジュールを建設
Assemblerロボットチームによる月面構造物組立の概念

Assemblerは、ものを建設するために協力するモジュール式ロボットのチームです。各Assemblerは、1つ以上のスチュワートプラットフォーム(ヘキサポッド)のスタックで、2枚のプレートが6つのリニアアクチュエータで接続されており、トッププレートのボトムプレートに対する完全な6自由度の姿勢を実現します。各Assemblerのエンドエフェクタは、把持、リフティング、溶接/接合を可能にします。Assemblerシステムアーキテクチャは、新しい制御アルゴリズムとソフトウェア、センサー、通信技術を特徴とし、Assemblerチームの運用を調整します。制御システムには、必要なロボット数、各Assemblerの最適なヘキサポッド数、推定必要電圧を推定する重要なタスク管理モジュールが含まれます。

軌道生成、関節制御、センサーフュージョン、故障検知のモジュールもあります。新しい制御システムは、高精度と精密さでAssembler操作を指示しますが、動的な障害復旧機能が組み込まれています。例えば、Assembler上の単一ヘキサポッドが故障した場合、システムはそれを最後の姿勢で剛体とみなし、作業を他のAssemblerに再配分します。画像は、Assemblerが太陽電池アレイをどのように建設するかのストーリーボードを示しています。NASAは、サブシステム間通信を備えたハードウェアデモを開発し、運動学とアクチュエータダイナミクスの詳細なシミュレーションで裏付けています。

NASAの自律組立ロボットが月面居住モジュールを建設
Assemblerによる太陽電池アレイ組立のストーリーボード

既存の短リーチ/高精度と長リーチ/低精度の組立ロボットと比較して、Assemblerは精度と精密さを備えた長・短リーチ両方の能力を提供します。この技術は、軽量材料、状態推定、現代制御理論、機械学習の最近の進歩に基づいています。このシステムは、構造組立タスクのスケジューリング、再構成、実行、建設評価、必要に応じた組立エラーの修正が可能です。

推定では、Assemblerは5〜15年のミッション寿命を可能にします。用途には、軌道上または月面での構造物製造(居住モジュール、電力トラス、科学機器、望遠鏡サポート、給油ステーション、エアロシェル、アンテナ、重力発生施設、ソーラーアレイ)、および高度な産業製造と組立が含まれます。

NASAはこの技術の商業化を目指すライセンシーを積極的に募集しています。NASAライセンシングコンシェルジュ(メールアドレスはスパムボットから保護されています。表示にはJavaScriptが必要です)または電話202-358-7432までお問い合わせください。詳細情報はこちら。

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