Die Intelligent Robotics Group (IRG) ist eine Forschungsorganisation innerhalb der Intelligent Systems Division am NASA Ames Research Center im kalifornischen Silicon Valley. Die Gruppe betreibt angewandte Forschung in den Bereichen Robotik und Autonomie und zählt neben den Gruppen am Jet Propulsion Laboratory und am Johnson Space Center zu den wichtigsten Robotik-Organisationen der NASA. Ihr Portfolio umfasst Robotik für die bemannte Erkundung, Wahrnehmung und Navigation, Benutzerschnittstellen, Softwarearchitekturen und Simulation.
Die IRG hat bemerkenswerte Raumfahrtsysteme entwickelt, darunter die frei fliegenden Astrobee-Roboter, die auf der Internationalen Raumstation eingesetzt werden, und war ein Hauptbeiträger zum VIPER-Mondrover in den Bereichen Flugsoftware, Navigation, Simulation und Missionsbetrieb. Die Gruppe hat außerdem zahlreiche robotische Feldtestkampagnen zur Unterstützung der Konzeptentwicklung von Raumfahrtmissionen durchgeführt, und ihre Arbeit führte in Zusammenarbeit mit Carnegie Mellon University zur Kommerzialisierung des GigaPan-Systems.
Forschungsbereiche
Die Forschungsaktivitäten der Gruppe konzentrieren sich auf angewandte Robotik für die Weltraumforschung. Zu den Schlüsselbereichen gehören Wahrnehmung und Navigation, bei denen Algorithmen es Rovern und frei fliegenden Robotern ermöglichen, Umgebungen zu kartieren und Gelände autonom zu durchqueren. Die Entwicklung von Benutzerschnittstellen konzentriert sich auf Werkzeuge für Bediener, um Roboter in abgelegenen oder gefährlichen Umgebungen zu überwachen, wobei häufig Simulationsumgebungen für Missionsplanung und Training integriert werden. Die von der IRG entwickelten Softwarearchitekturen unterstützen modulare, wiederverwendbare Systeme für Robotersteuerung und Datenverarbeitung.
Astrobee-Freiflugroboter
Astrobee ist eine Reihe würfelförmiger Roboter, die für den Betrieb innerhalb der Internationalen Raumstation entwickelt wurden. Die IRG entwickelte das Astrobee-System, das Astronauten bei Routineaufgaben wie Inventarverfolgung und Umweltüberwachung unterstützt und als Plattform für Experimente in der Mikrogravitationsrobotik dient. Die Roboter verwenden elektrische Gebläse für den Antrieb und Kameras für die Navigation, was autonomes Andocken und Aufladen ermöglicht. Astrobee baut auf früheren Freiflugkonzepten auf und ist seit seiner Einführung im Jahr 2019 auf der Station im Einsatz.
Beitrag zum VIPER-Mondrover
Die IRG war ein Hauptbeiträger zur VIPER-Mission (Volatiles Investigating Polar Exploration Rover), die darauf abzielte, Wassereis am lunaren Südpol zu kartieren. Die Gruppe lieferte Flugsoftware, Navigationsalgorithmen, Simulationswerkzeuge und Unterstützung für den Missionsbetrieb. Das Design von VIPER umfasste einen mobilen Roboter mit einem Bohrer und Spektrometern, und die Navigationssysteme der IRG sollten die autonome Durchquerung anspruchsvollen Polargeländes ermöglichen. Die Mission war für einen Start im Jahr 2024 geplant, obwohl ihr Status ab 2025 Gegenstand programmatischer Überprüfungen war.
Feldtests und GigaPan
Die IRG hat viele Feldtestkampagnen an terrestrischen Analogstandorten wie Wüsten und Vulkanregionen organisiert und daran teilgenommen, um Robotersysteme unter marsähnlichen Bedingungen zu validieren. Diese Tests flossen in die Entwicklung von Missionskonzepten für Mensch-Roboter-Teams und Probenrückführungsszenarien ein. Das mit der Carnegie Mellon University entwickelte GigaPan-System ermöglicht die Erstellung hochauflösender Panoramabilder durch das Zusammensetzen tausender Fotografien. Ursprünglich für die Dokumentation planetarer Oberflächen verwendet, wurde GigaPan für die öffentliche Nutzung kommerzialisiert und ermöglicht es Pädagogen und Forschern, immersive Bilder zu teilen.
Zusammenarbeit und Wirkung
Die Gruppe kooperiert mit akademischen Einrichtungen, einschließlich der Carnegie Mellon University, und anderen NASA-Zentren. Ihre Arbeit hat die Praxis der Robotersoftware beeinflusst und zum breiteren Feld der künstlichen Intelligenz in Weltraumanwendungen beigetragen. Die Erfahrungen der IRG mit der Mars-Exploration-Rover-Mission, dokumentiert in einem technischen Bericht von Kristen Stubbs und Illah Nourbakhsh aus dem Jahr 2004, hoben Lehren in Missionsbetrieb und Mensch-Roboter-Interaktion hervor. Die Beiträge der Gruppe zu maschinellem Lernen und Computer Vision werden in Navigations- und Wahrnehmungssystemen angewendet, obwohl spezifische Details dieser Algorithmen nicht öffentlich dargelegt sind.
Siehe auch
Referenzen
- Stubbs, K., & Nourbakhsh, I. (2004). An Analysis of the Intelligent Robotics Group's Experience with the Mars Exploration Rover Mission. CMU-RI-TR-04-45.
- NASA Ames Research Center. Offizielle Website der Intelligent Robotics Group.
Externe Links
- Offizielle Website
- GigaPan des IRG-Labors (System entwickelt von der Carnegie Mellon University), abgerufen am 24. Oktober 2011, 19:47 GMT.