Группа специалистов из Лаборатории боевой и космической робототехники отделения механической инженерии Массачусетского технологического института под руководством заведующего лабораторией профессора Стивена Дубовски разработала серию разведывательных мини-роботов. Разработчики называют их «микроботами» (microbots).

Успех вездеходов Spirit и Opportunity NASA – сильный аргумент в пользу колесных платформ, однако возможно, что следующее поколение роботов будет не ездить, а прыгать.

В виде отдельных блоков

В настоящее время необходимы микроботы, которые будут доставляться на место исследования посадочными модулями

Роботы имеют размер бейсбольного мяча и весят около 100 граммов. Они заключены в корпус из прочной и легкой пластмассы, оснащены видеокамерами, памятью, передатчиками и различными датчиками, позволяющими регистрировать состояние окружающей среды. Кроме того, микроботы имеют двигательную систему, которая позволяет катиться и прыгать.

Электронные разведчики могут обмениваться друг с другом информацией через локальную сеть, связанную с центром управления. Предполагается, что микроботы смогут исследовать горные районы, каньоны, пещеры, поверхность других планет, спутников и астероидов. Они могут использоваться и на Земле при исследованиях труднодоступных мест, поисково-спасательных работах и антитеррористических операциях.

Когда в 1980-х годах буревестник нанотехнологической революции Эрик Дрекслер начал публиковать книги и статьи с описанием своего видения будущего, реакция научного сообщества была крайне скептической. Целенаправленное создание новых и перестройка уже существующих молекулярных структур материи любыми способами, не входящими в противоречие с законами физики, сулили невиданный прогресс в освоении природы, но уж слишком все это казалось далеким и фантастичным.

«Роботы в виде отдельных блоков очень умны и достойны восхищения. Однако выполнение ими какой-либо задачи в группе требует разработки хорошей стратегии», – считает одна из двух разработчиков, занимающихся созданием прыгающих микроботов, Пенелопа Бостон.

Она и Стивен Дубовски из Лаборатории боевых и космических роботов Массачусетского технологического института выиграли в прошлом году грант NASA на проведение этого исследования. Бостон решила заняться микроботами из-за потенциальной возможности использовать их в космической спелеологии – на Марсе, Луне и т. д., так как одно из мест, где существует вероятность обнаружить жизнь, – это пещеры.

Один робот-вездеход класса Opportunity размером с тележку на колесиках, занимающийся исследованием Марса, весит 174 кг и оборудован сложным набором камер, спектрометрами и прочими геологическими инструментами, необходимыми для изучения поверхности Красной планеты. «Эта масса эквивалентна массе 1000 наших микроботов. И это будут самые разнообразные роботы», – говорит Бостон.

«Фаза два»

В этом году проект Бостон и Дубовски получил грант «фазы два» от Института перспективных концепций аэрокосмического агентства США

В этом году проект Бостон и Дубовски получил грант «фазы два» от Института перспективных концепций аэрокосмического агентства США (NIAC). До этого этапа доходят немногие из «безумных» (в хорошем смысле) идей, поступающих в NASA. А «фаза два» означает переход от бумажного теоретизирования к построению действующих образцов, чем американские ученые и занимаются в настоящий момент.

Микроботы, над созданием которых работают Дубовски и Бостон, будут перемещаться в пространстве с помощью искусственных мускулов из полимера. Эти мышцы, сокращаясь приблизительно один раз в час, сдвинут робота на один метр вперед. Роботы будут оборудованы набором научных микроинструментов, в том числе камерами, спектрометрами или другими датчиками, связанными с выполнением конкретных задач.

«Набор инструментов, необходимых для изучения поверхности планеты, естественно, отличается от набора инструментов, необходимых для исследования лавовых трубок», – говорит Бостон, добавляя, что ключевыми элементами микроботов также являются топливные элементы и надежная обшивка корпуса.

Роботы должны быть достаточно большими, чтобы иметь возможность переносить топливные элементы достаточной мощности для обеспечения работоспособности систем, но с другой стороны – достаточно маленькими, чтобы пролезать во все отверстия. В настоящее время необходимы микроботы, которые будут доставляться на место исследования посадочными модулями, вездеходами, воздушными транспортными средствами, орбитальными платформами или даже просто космонавтами.

Шарик с одной ногой

Стивен Дубовски

Бостон – специалист по пещерам, карстовым провалам, лавовым трубкам и другим подобным образованиям, а особенно по необычным биологическим сообществам, которые там процветают. Исследования пещер Земли, где на больших глубинах в холоде обитают существа, не нуждающиеся в солнечном свете и обладающие довольно экзотическим обменом веществ, натолкнули Бостон на мысль, что и в пещерах Марса может скрываться (от суровых условий на поверхности) местная жизнь. А то, что на Марсе есть пещеры, уже установлено.

Пенелопа решила, что с задачей обследования разветвленных подземных ходов может справиться армия маленьких роботов, для которой потеря одной-другой машины не значила бы ровным счетом ничего. Так и появился проект «планетарного микробота» – маленького шарика с датчиками и одной ногой, которой он может отталкиваться от поверхности, совершая прыжки. Поскольку Дубовски специалист по искусственным мышцам, которые в будущем обещают предоставить роботам высокую мощность при минимальном весе, можно предсказать, что за привод будет двигать этой ногой.

Эти роботы будут нескольких типов. Десятки или сотни штук могут быть оснащены панорамными камерами, другие – химическими сенсорами, третьи – микроскопическими биологическими анализаторами, четвертые – микроскопами, способными показывать породу при большом увеличении, и так далее.

Один такой робот не сможет рассказать много интересного, но большая их масса, заполнившая некое пространство, даст в сумме много ценных знаний об участке. Новые микроразведчики обладают двумя неоспоримыми преимуществами: они мобильны и дешевы. Похоже, они имеют все шансы внести вклад в историю исследования планет. Но до полного воплощения идеи в реальные мячики, готовые «помчаться вскачь» на Марс, пройдет еще лет десять, говорят ученые.