Cel mai bun robot pentru a căuta viața ar putea arăta ca un șarpe

Lumile oceanice înghețate precum Europa sau Enceladus sunt unele dintre cele mai promițătoare locații pentru găsirea vieții extraterestre în Sistemul Solar, deoarece găzduiesc apă lichidă. Dar pentru a determina dacă există ceva ce pândește în oceanele lor extraterestre, trebuie să trecem de stratul de gheață care poate avea o grosime de zeci de kilometri. Orice roboți pe care îi trimitem prin gheață ar trebui să facă cea mai mare parte a sarcinii singuri, deoarece comunicarea cu aceste luni durează până la 155 de minute.

Cercetătorii care lucrează la proiectul de dezvoltare tehnologică al NASA/JPL numit Exobiology Extant Life Surveyor (EELS) ar putea avea o soluție la ambele probleme. Aceasta implică utilizarea unui robot șarpe spațial ghidat de inteligență artificială. Și chiar au construit unul.

Gheizere pe Enceladus

Cea mai populară idee de a trece până acum prin calota de gheață de pe Enceladus sau Europa a fost forajul termic, o tehnică folosită pentru cercetarea ghețarilor de pe Pământ. Este vorba despre un burghiu fierbinte care pur și simplu își topește drumul prin gheață. „Mulți oameni lucrează la diferite abordări de foraj termic, dar toți au o provocare a acumulării de sedimente, care are un impact asupra cantității de energie necesară pentru a face progrese semnificative prin calota de gheață”, spune Matthew Glinder, liderul hardware al proiectului EELS.

Așadar, în loc să facă noi găuri în gheață, echipa EELS se concentrează pe utilizarea celor care sunt deja acolo. Misiunea Cassini a descoperit jeturi asemănătoare gheizerelor care aruncau apă în spațiu din orificiile de ventilație din stratul de gheață de lângă polul sudic al lui Enceladus. „Concepția a fost că ai avea un lander pentru a ateriza lângă un orificiu de ventilație, iar robotul s-ar deplasa la suprafață și în jos în orificiu de ventilație, caută orificiul de ventilație și, prin orificiu de ventilație, merge mai departe în ocean”, spune Matthew Robinson, manager de proiect EELS.

Problema a fost că cele mai bune imagini Cassini ale zonei în care acel aterizare ar trebui să aterizeze au o rezoluție de aproximativ 6 metri pe pixel, ceea ce înseamnă că obstacolele majore în calea aterizării ar putea fi nedetectate. Pentru a înrăutăți lucrurile, acele imagini de prim-plan erau monoculare, ceea ce însemna că nu puteam să ne dăm seama corect de topografia. „Uită-te la Marte. Mai întâi am trimis un orbiter. Apoi am trimis un lander. Apoi am trimis un robot mic. Și apoi am trimis un robot mare. Această paradigmă de explorare ne-a permis să obținem informații foarte detaliate despre teren”, spune Rohan Thakker, responsabilul pentru autonomie EELS. „Dar durează între șapte și 11 ani pentru a ajunge la Enceladus. Dacă am urma aceeași paradigmă, ar dura un secol”, adaugă el.

Șerpi de toate terenurile

Pentru a face față unui teren necunoscut, echipa EELS a construit un robot care putea trece prin aproape orice – un design versatil, inspirat din bio, asemănător unui șarpe, de aproximativ 4,4 metri lungime și 35 de centimetri în diametru. Cântărește aproximativ 100 de kilograme (pe Pământ, cel puțin). Este format din 10 segmente în mare parte identice. „Fiecare dintre aceste segmente împărtășește o combinație de acționare a formei și acționare a șuruburilor care rotește șuruburile montate pe exteriorul segmentelor pentru a propulsa robotul prin mediul său”, explică Glinder. Folosind aceste două tipuri de dispozitive de acționare, robotul se poate deplasa folosind ceea ce echipa numește „propulsie cutanată”, care se bazează pe rotația șuruburilor, sau folosind una dintre diferitele mișcări bazate pe formă care se bazează pe actuatoare de formă. „Sidewinding este unul dintre acele mersuri în care doar apăsați robotul împotriva mediului”, spune Glinder.

Suita standard de senzori este montată pe cap și include un set de camere stereo care oferă un unghi de vizualizare de 360 ​​de grade. Există, de asemenea, unități de măsură inerțiale (IMU) care folosesc giroscoape pentru a estima poziția robotului și senzori LIDAR. Dar are și simțul tactil. „Vom avea senzori de forță de cuplu în fiecare segment. În acest fel, vom avea cuplu direct plus detectarea directă a forței la fiecare articulație”, explică Robinson. Toate acestea ar trebui să permită robotului EELS să urce în siguranță în sus și în jos orificiile de ventilație ale lui Enceladus, să se mențină în loc în caz de erupții apăsând pe pereți și chiar să navigheze doar prin atingere dacă camerele și LIDAR-ul nu funcționează.

Dar poate cea mai dificilă parte a construirii robotului EELS a fost creierul acestuia.