MDA sieht subkommerziellen Erfolg für Canadarm3 in der Roboterpartnerschaft mit Lockheed Martin, General Motors

Mit mehr als 21 Dienstjahren an Bord der Internationalen Raumstation ist Canadarm2 zusammen mit Dextre und OBSS (Orbiter Boom Sensor System) ein wichtiges Missionsinstrument zur Unterstützung des Baus und der laufenden Wartung von Orbitalstationen.

Die Roboter-Crew dient auch als Testgelände für innovative Konzepte, um zukünftige Weltraumoperationen wie In-Orbit-Betankung und KI-Technologie mit einem Roboterarm zu ermöglichen.

Jetzt, da der Canadarm-Entwickler MDA Canadarm3 für das Mondportal entwickelt, betrachtet das Unternehmen auch den Mond durch eine Partnerschaft mit Lockheed Martin und General Motors, um Roboter für einen neuen und großen Mondrover bereitzustellen – einen kommerziellen Zweig der Canadarm3-Roboter Entwicklungen noch in der Entwicklung. .

„Der Beitritt von MDA zur Industriepartnerschaft ist wirklich ein besonderer Moment für uns“, sagte Holly Johnson, Vizepräsidentin für Robotik und Raumfahrt bei MDA. “Wir nutzen die Raumfahrttechnologie von Canadarm, die in Bezug auf das, was sie in den letzten Jahrzehnten der bemannten Raumfahrt und Weltraumforschung ermöglicht hat, einzigartig ist.”

„Nutzen Sie das und schaffen Sie nebenberufliche Gewinne [for the lunar surface] Direkt im Anschluss an die Entwicklung von Canadarm3 ist eine aufregende Partnerschaft von uns mit Lockheed Martin und General Motors, da wir wirklich das Gefühl haben, diese wesentliche Infrastruktur aufzubauen und zu schaffen [commercial] Mobilitätsinfrastruktur auf dem Mond ist etwas, das nicht nur Regierungsaufgaben ermöglicht.“

Was ist also dieser Arm der MDA-Partnerschaft mit Lockheed Martin und General Motors und in welcher Beziehung steht er zu laufenden MDA-Initiativen mit Canadarm3 und dem LEAP-Rover (Lunar Exploration Acceleration Program) der CSA?

Das neue, große Konzeptfahrzeug von Lunar Terrain umfasst einen 2,5 Meter langen Roboterarm, der über mehrere interne Steuersysteme und Software verfügt, die von Canadarm, Canadarm2, Dextre, OBSS und Canadarm3 abgeleitet sind.

Darüber hinaus muss der Arm von Astronauten, die den Rover verwenden, steuerbar sowie vollständig autonom sein, um Operationen in Abwesenheit von Astronauten zu unterstützen.

“Wenn Sie an Robotersysteme im Weltraum denken, die sich bei der Interaktion mit Astronauten als sehr sicher erwiesen haben, ist das eine sehr grundlegende Anforderung. Und das ist etwas, von dem wir profitieren können, weil wir das viel getan haben und darin Experten sind das Feld“, bemerkte Johnson.

Aber wie sieht diese Schnittstelle in Bezug auf Besatzungskontrolle und vollständige Autonomie aus?

„Die Steuerungs- und Betriebstechnik befindet sich noch in der Entwicklung“, sagte Johnson. “Also arbeiten die Teams derzeit an einer Verbesserungsstrategie. Wir werden einen Rahmen schaffen, der das erforderliche Maß an Autonomie bewertet.”

“Wenn es eine relativ einfache Aufgabe gibt, die mit vorbereiteten, wiederholbaren Schnittstellen in einer eingeschränkten Umgebung erledigt werden kann, führt Sie das in eine Richtung.”

Einer der Latch-End-Transponder (oder “Hände”) des Dexter wird verwendet, um verschiedene Abfangjäger am Terminal zu greifen. Dies ist ein Bild, das von der Kamera der Station aufgenommen wurde, die von einem CRONUS-Spezialisten betrieben wird. (Quelle: CSA/NASA)

“Wenn es eine komplexere Aufgabe gibt, ob Menschen beteiligt sind oder nicht, könnte Sie das in eine andere Richtung führen.”

Und all dieses Wissen und Können stammt aus der langen Geschichte der MDA-Weltraumroboter, insbesondere der Steuer- und Betriebsprogramme, die über Jahrzehnte hinweg für die verschiedenen Arme entwickelt, getestet und implementiert wurden, die in NASA- und NASA-geführten Programmen verwendet werden.

„Wenn Sie sich die Arten von Operationen ansehen, die Canadarm2 heute durchführt, verglichen mit dem, wofür es ursprünglich entwickelt wurde, haben wir wirklich Betriebsmuster entwickelt“, bemerkte Johnson. “Wir haben die Arten von Aufgaben entwickelt, die er erledigen kann. Und das nutzt die Kontrollbasis und die Softwarebasis, die Teams erstellt haben, wirklich aus.”

Darüber hinaus hat MDA einige Verbesserungen, die in Canadarm3 für die kommende Lunar Gateway-Vorderradnabe entworfen und verwendet wurden, in das neue Lunar Terrain mit Lockheed Martin und General Motors integriert.

Während der neue Rover-Arm viel kleiner sein wird als frühere Canadarms, „wird ein Großteil der internen Intelligenz, der Steuersysteme und der Steuersoftware direkt aus früheren Projekten, einschließlich des Canadarm3, genutzt“.

Dies stellt eine direkte kommerzielle Anwendung der Canadarm3-Technologie dar… während Canadarm3 selbst weiterentwickelt wird.

“Das ist wirklich aufregend!” Johnson im Zusammenhang. Und Canadarm3 ist nicht der einzige Bereich, der den anderen kommerziellen Roboterarmangeboten von MDA helfen könnte – und wahrscheinlich helfen wird.

Auch KI wird eine große Rolle spielen.

„Während wir uns Canadarm3 ansehen, das [will be] Es ist 1.000-mal weiter von der Erde entfernt als Canadarm2, und die Notwendigkeit, die Autonomie und künstliche Intelligenz dieses Systems anzupassen, um seine Umgebung zu verstehen, Entscheidungen in Echtzeit zu treffen, Aufgaben von einer höheren Ebene aus auszuführen und dann durch verschiedene Szenarien zu navigieren … das ist entscheidend“, sagte Johnson.

“Und in einigen Fällen kann es eine Entscheidungsfindung geben, die getroffen werden kann. In anderen Fällen kann es pausieren und auf eine Antwort von der Erde warten.”

Diese künstliche Intelligenz bezieht sich direkt auf die Notwendigkeit, dass der Arm der autonomen Mondsonde den lokalen Bereich bewertet, damit er ein Ziel erfassen oder mit ihm interagieren kann, ohne mit anderen Objekten zu kollidieren oder es mit dem Schatten auf der Mondoberfläche zu verwechseln.

Aber das wirft eine andere Frage auf: Wie würde der Endeffektor – sozusagen die Hände – des Arms der Mondlandefähre aussehen, wenn man vielleicht am Montag Steine ​​aufheben und dann mit einem wissenschaftlichen Instrument einen anderen Felsen untersuchen müsste Dienstag?

Illustration von NASA-Astronauten am Mondsüdpol, ihre potenziellen Mondgeländefahrzeuge in der Nähe. (Bildnachweis: NASA)

„Das ist eine wirklich gute Frage, und wir haben genau für diesen Zweck eine kommerzielle Reihe von Roboterschnittstellen und Endeffekten entwickelt“, sagte Johnson.

„Eine gemeinsame Schnittstelle mit Bedienbarkeit/Leistung/Daten zu haben, die mit Nutzlasten, mit anderen umherziehenden Fahrzeugen, mit verschiedenen Toolkits interagieren kann … Wenn Sie eine Standard-Roboterschnittstelle haben, können Sie die Werkzeuge und die Nutzlast entwerfen.“

„Es ist also eine Art Mehrzweck-Endeffektor, der mit verschiedenen Werkzeugen erweitert wird.“

Auf diese Weise ist der Arm in Bezug auf das, was er ermöglichen kann, nahezu universell, solange die Werkzeuge richtig mit dem Endeffektor interagieren. Theoretisch könnte diese Art von Universalität es ermöglichen, mehrere Werkzeuge auf einem Rover mitzunehmen – Werkzeuge, die der Arm einzeln halten könnte, um eine Aufgabe auszuführen, bevor er ein anderes Werkzeug für eine andere Aufgabe greift.

„Wenn wir eine Standardschnittstelle haben, können wir mit kommerziellen Anbietern zusammenarbeiten, die über Nutzlasten verfügen, die über wissenschaftliche Instrumente verfügen“, sagte Johnson. “Aber wir müssen nicht unbedingt alle Annehmlichkeiten oder Funktionen bereitstellen, die der Kunde benötigt.”

„Das Ziel ist es, anpassungsfähig zu sein, damit wir so viele dieser Anwendungsfälle wie möglich berücksichtigen können.“

Mit anderen Worten, MDA versucht, der Industrie eine globale Verbindung zu geben, mit der verschiedene Tools – einschließlich der für die Aufgabe – verwendet werden können.

Und das ist laut MDA nur der Anfang. „Da das Interesse am Mond wächst, sei es staatlich oder kommerziell, [the goal is] Erwägen, eine breite Palette von Kunden für ihre Mobilitätsbedürfnisse zu unterstützen – die NASA und Artemis sind eine davon, aber andere kommerzielle und staatliche Kunden folgen, fügte Johnson hinzu.

Die neue Initiative mit Lockheed Martin und General Motors ist getrennt von der laufenden Teilnahme von MDA an der LEAP-Initiative der Canadian Space Agency, die darauf abzielt, kanadische Mondtechnologien und -aktivitäten über ein Raumfahrzeug auf der Mondoberfläche voranzutreiben.

Die LEAP- und Gateway-Programme (letzteres erforderte die Entwicklung von Canadarm3) sind aus Sicht der CSA weitgehend darauf ausgelegt, genau das zu tun, was Sie jetzt als MDA sehen – insbesondere mit Canadarm3: Technologie und Industrie zu entwickeln, die dies können dann in kommerziellen Anwendungen verwendet werden.

„Man kann das Tempo des kommerziellen Fortschritts wirklich spüren“, sagte Johnson begeistert. „Und wenn man sich die neuen Infrastrukturen im Orbit ansieht, und schließlich, wenn jeder seinen Kopf vom Mond zum Mars dreht, glauben wir wirklich, dass die Robotik ein wichtiger Faktor für die Weltrauminfrastruktur ist.“

(Hauptbild: Vorgeschlagene Konzepte für das Lunar Terrain Vehicle. Bildnachweis: Lockheed Martin)

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