ЦПК им. Ю.А. Гагарина. Место, где разрабатывают российских роботов для освоения космоса

Научно-исследовательский испытательный центр подготовки космонавтов имени Ю.А. Гагарина (ЦПК) — головное в стране учреждение, которое занимается работами по отбору и подготовке космонавтов, обеспечению их безопасного пребывания на орбите и реабилитацией по возвращении. Новая для центра сфера деятельности — разработка антропоморфных роботов, которые смогут заменить космонавтов в рискованных для жизни ситуациях. Корреспонденты «Сделано у нас» посетили учреждение и узнали больше об этом инновационном направлении.

Центр подготовки космонавтов имени Гагарина принимает участие в разработке и тестировании роботов и робототехнических устройств космического назначения уже с 2010 года. «Робототехника — достаточно сложное направление, которое постоянно развивается. Практически все ведущие космические агентства в данный момент занимаются исследованием в области антропоморфной робототехники, которая способна фактически выполнять функции человека, — комментирует начальник научного управления ЦПК доктор технических наук Андрей Анатольевич Курицын. — В России есть несколько компаний, которые занимаются робототехникой, в том числе для пилотируемой космонавтики. Совместно с внешними организациями мы уже провели ряд научно-исследовательских работ, которые демонстрируют возможности данных роботов на данный момент».

Антропоморфные роботы активно совершенствуются: уже сейчас есть как модели, которые полностью автономны, так и модели, построенные на синтезе автоматического и ручного управления. В своих разработках специалисты ЦПК двигаются сразу в нескольких направлениях. «Это и использование специальных виртуальных моделей, на которых можем отрабатывать управление роботом, и управление с помощью экзоскелетов уже настоящим физическим объектом», — говорит начальник научного управления ЦПК.

С июля 2011 года ЦПК сотрудничает с АО НПО «Андроидная техника» и помогает ему в проведении испытаний разработанных им антропоморфных робототехнических систем. Расположенное в Магнитогорске предприятие получило широкую известность после создания антропоморфного робота-спасателя Федора (FEDOR, от англ. Final Experimental Demonstration Object Research — «Финальный экспериментальный демонстрационный объект исследований»). На тот момент робот обладал уникальными возможностями: например, мог стрелять с двух рук, работать с дрелью, самостоятельно открыть дверь, сесть в автомобиль, выжать сцепление и газ и поехать в автономном режиме. В 2019 году «Федор» отправился на МКС и был испытан в автономном режиме под управлением космонавтов, а после вернулся на Землю.

«Когда в НПО „Андроидная техника“ занимались созданием робота „Федора“, мы вместе с ними сделали специализированный робототехнический компьютеризированный стенд в ЦПК, который позволяет отрабатывать упражнения по управлению такими антропоморфными роботами, — комментирует Курицын. — Мы также получили от Фонда перспективных исследований прототип робота „Федора“ — одну из его первых модификаций, которая у нас используется».

Сегодня вопрос эффективности использования антропоморфных робототехнических систем еще остается открытым. В частности, требует дополнительного изучения проблема согласования элементов системы, особенно — с учетом трудностей оперативного обмена информацией из-за больших задержек прохождения сигналов в космосе. Именно из-за вероятных рисков и высокой стоимости оборудования антропоморфные роботы и нуждаются в испытаниях на компьютеризированном стенде ЦПК. Такой стенд включает в себя органы управления робототехническими системами, специальное программное обеспечение (включающее виртуальные модели), автоматизированные рабочие места бригады обеспечения эксперимента и позволяет отработать взаимодействие космонавта с роботами.

Российский «Федор» был не первым роботом на МКС: в 2011 году на станцию отправился американский человекоподобный робот Робонавт-2 и какое-то время помогал космонавтам в простой работе под управлением с Земли. Но отечественные разработчики идут по иному пути, чем их коллеги из США. «Это [Робонавт-2] совсем другое устройство. Оно работает по заранее написанной программе, — объясняет Андрей Анатольевич. — У нас другая задача — сделать так, чтобы робот был продолжением оператора».

В 2019 году в ЦПК прошли успешные эксперименты по отработке взаимодействий космонавта с антропоморфным роботом. Он управляется в телеоператорном режиме, что позволяет ему в точности копировать движения и действия облаченного в специальный костюм оператора. При этом человек видит передаваемое камерами робота изображение через очки виртуальной реальности, а система создает эффект его погружения в те же физические обстоятельства, в которых находится робот. Работа в этом направлении продолжается. «Сейчас, например, мы ставим на нашем устройстве систему обратной связи. Если робот рукой упрется в стену — оператор это почувствует», — делится Курицын.

Начальник научного управления ЦПК считает создание антропоморфных роботов перспективным направлением, которое в будущем прочно войдет в жизнь. «Например, на посещаемой лунной базе произошел отказ, при отсутствии космонавта проще использовать дистанционно робота для устранения нештатной ситуации — прогнозирует Курицын. —  Для несложных работ снаружи космической станции (снять какой-то прибор или проверить, есть ли повреждения от микрометеоритов) нет смысла отправлять в открытый космос космонавтов, ведь выход — штука трудная и опасная, с этим может справиться и робототехническая система. Один из приоритетов ЦПК — обеспечение безопасности космонавта, поэтому если есть техническая возможность в ряде случаев в опасных ситуациях заменить человека машиной — это целесообразно сделать».

Фото и текст: Бионышева Елена

Фото: Клиндухов Алексей

Источник: sdelanounas.ru

Комментарии: