عندما يتعلق الأمر باستكشاف الفضاء ، فإن الروبوتات هي التي تقوم بمعظم العمل. سيستمر هذا الاتجاه بينما نرسل بعثات إلى أسطح عوالم أبعد وأكثر في النظام الشمسي. ولكن لكي تكون الروبوتات فعالة في البيئات الصعبة ، نحتاج إلى استكشاف - مثل قمر زحل تيتان - نحتاج إلى روبوتات أكثر قدرة.
يمكن أن يكون الروبوت الجديد الذي تطوره ناسا هو الخطوة التالية في الاستكشاف الآلي.
قمر زحل تيتان مدرج في قائمة أي عالم كواكب للأهداف المحتملة للاستكشاف. لكن أي مهمة إلى تيتان يجب أن تتعامل مع بيئة لا مثيل لها: درجات حرارة شديدة البرودة ، البراكين والكهوف والبحيرات والبحار - والأمطار - من الهيدروكربونات السائلة. في تلك البيئة ، قد تكافح عربة جوالة من طراز MSL Curiosity.
تعمل وكالة ناسا ، وهي دائمًا وكالة تتطلع إلى المستقبل ، على شيء يمكن أن يواجه تحديات تيتان: روبوت متغير الشكل مكون من عدة روبوتات أصغر يمكنها التجميع الذاتي.
في لمحة من التطبيق العملي ، يطلقون عليها اسم Shapeshifter.
Shapeshifter ليس روبوتًا واحدًا ، بل عدة روبوتات. إنهم يطلقون عليهم اسم 'cobots' ويمكن لطيور الروبوت الفردية الطيران ، والتدحرج على الأرض ، والسباحة أثناء الغمر. هذا يجعل Shapeshifter مناسبًا تمامًا لاستكشاف Titan ، العالم الآخر الوحيد في النظام الشمسي الذي يحتوي على سائل على سطحه.
في الرسم التوضيحي لهذا الفنان لكيفية عمل Shapeshifter على Titan ، ينقسم الروبوت إلى روبوتات فردية يمكنها التحقيق في شلال من الهواء. حقوق الصورة: NASA / JPL-Caltech / Marilynn Flynn
يعتبر تقني الروبوتات علي آغا الباحث الرئيسي في مختبر الدفع النفاث بشركة Shapeshifter. في خبر صحفى قال: 'لدينا معلومات محدودة للغاية حول تكوين التضاريس الصخرية السطحية وبحيرات الميثان والبراكين الجليدية - يحتمل أن يكون لدينا كل ذلك ، لكننا لا نعرف على وجه اليقين. لذلك فكرنا في كيفية إنشاء نظام متعدد الاستخدامات وقادر على اجتياز أنواع مختلفة من التضاريس ولكنه أيضًا مضغوط بدرجة كافية لإطلاقه على صاروخ '.
يضم الفريق الذي يقف وراء Shapeshifter باحثين من جامعتي ستانفورد وكورنيل. عندما طوروا مفهوم روبوت ذاتي التجميع مصنوع من روبوتات أصغر ، أطلقوا عليها اسم 'روبوتات'. عندما تنضم الكوبوتات الفردية في واحدة ، فإن النموذج الأولي يتدحرج على السطح كنوع من عجلة الهامستر الضخمة. عندما تستدعي المهمة ذلك ، يمكن أن ينفصل الأفراد عن الكل ويطيروا أو يسبحون إلى أهدافهم. على الأقل هذا ما تم تصوره في هذا النموذج الأولي المطبوع ثلاثي الأبعاد الذي يتم اختباره في مختبر الدفع النفاث.
نسخة Shapeshifter التي يتم اختبارها الآن هي شبه مستقلة ، ولكن إذا كانت الفكرة تؤتي ثمارها ، فستحتاج إلى التجميع الذاتي بشكل مستقل ، دون انتظار التعليمات الفردية من الأرض. مع التقدم في الذكاء الاصطناعي والروبوتات ، من المحتمل أن يكون هذا قاب قوسين أو أدنى.
رسم توضيحي للروبوتات الصغيرة التي تشكل Shapeshifter. يطلق عليها اسم 'cobots' ، ولكل منها مروحة للطيران ويمكن أن تتحد لتشكل كرة ، وتتدحرج على الأرض لتوفير الطاقة. حقوق الصورة: NASA / JPL-Caltech
Shapeshifter يجري تطويره في إطار مفاهيم ناسا المبتكرة المتقدمة برنامج (نياك). يوفر NIAC تمويلًا مرحليًا للمفاهيم المتقدمة ذات الرؤية ، لأخذ الأفكار المستقبلية ورعايتها نحو التطبيق العملي. NIAC وراء تيتان الغواصة ، ال تريتون هوبر ، ومشاريع أخرى.
المفاهيم المتقدمة المبتكرة (NIAC) التابعة لوكالة ناسا هي أيضًا خلف غواصة تيتان (على اليسار) وتريتون هوبر (على اليمين). اعتمادات الصورة: اليسار: ناسا. إلى اليمين: NASA / S. أوليسن
على الرغم من أن Shapeshifter هي مجرد آلة تصورية مطبوعة ثلاثية الأبعاد في الوقت الحالي ، إلا أنها مؤشر واضح على الاتجاه الذي يتخذه الاستكشاف الآلي. هناك تنوع في هذا النهج وهو مناسب تمامًا لاستكشاف الأماكن البعيدة مثل تيتان. إلى جانب هذا التنوع متعدد الروبوتات ، هناك إمكانية وجود نوع من التكرار المدمج: إذا كان أحد الكوبوت معطلاً أو غير قابل للتشغيل لسبب ما ، فلن يهدد ذلك بالضرورة المهمة بأكملها.
لن يكون Shapeshifter وحيدًا على Titan. سيكون جزءًا من تصميم مهمة أكبر يتضمن سفينة أم. ستكون السفينة الأم على السطح ويمكن أن تكون بمثابة مصدر طاقة لـ Shapeshifter. نظرًا لأن الغلاف الجوي لتيتان كثيف جدًا وضبابي ، وبعيدًا عن الشمس ، فمن المحتمل أن تكون مهمة تيتان مدعومة من مولد حراري للنظائر المشعة (RTG.) من المحتمل أن تكون الكوبوتات الصغيرة تعمل بالبطارية ، وسوف تعيد شحن نفسها باستخدام RTG المحمولة على السفينة الأم.
لكن cobots الأصغر ستدعم أيضًا السفينة الأم. نظرًا لأن الغلاف الجوي لتيتان كثيف جدًا ، فإن الرحلة أسهل من هنا على الأرض. يقول الباحث الرئيسي علي آغا إن الكوبوت سيكون قادرًا على العمل معًا لرفع السفينة الأم ونقلها إلى مواقع جديدة. من شأن ذلك أن يساهم فقط في تعدد استخدامات Shapeshifter.
قال جيسون هوفغارتنر ، رئيس مختبر الدفع النفاث: 'غالبًا ما تكون بعض أصعب الأماكن التي يمكن الوصول إليها هي الأكثر إثارة للاهتمام علميًا لأنهم ربما يكونون الأصغر سنًا ، أو أنهم في منطقة لم يتم تمييزها جيدًا عن المدار'. عالم من أجل Shapeshifter. 'تتيح براعة Shapeshifter الرائعة الوصول إلى كل هذه الأماكن الجذابة علميًا.'
يحسب آغا أن 10 أكبوتات يمكنها بسهولة رفع مركبة بحجم هيغنز (بعرض 9 أقدام أو 3 أمتار تقريبًا) وحمله برفق إلى مواقع مختلفة.
ستستفيد مهمة Dragonfly التابعة لناسا إلى تيتان من الغلاف الجوي الكثيف للقمر لتطير إلى مواقع مختلفة. في هذا الرسم التوضيحي ، تنزل طائرة الهليكوبتر Dragonfly إلى سطح تيتان. الصورة: ناسا
أعلنت وكالة ناسا بالفعل عن مهمة إلى تيتان مع اليعسوب الطائرات العمودية. لا تستطيع اليعسوب أن تسبح ، ولكن يمكنها الطيران إلى مواقع مختلفة وأخذ القياسات المحمولة جواً ، فضلاً عن إجراء عمليات على السطح. يعد هذا النوع من التنوع مثاليًا لاستكشاف Titan ، كما أن Shapeshifter أكثر تنوعًا.
من السابق لأوانه القول ما إذا كانت Shapeshifter أو شيء من هذا القبيل سيكون المهمة التالية المخطط لها لتيتان. ولكن لن يكون مفاجئًا إذا كان الإنسان الآلي المنحدر من Shapeshifter يشق طريقه يومًا ما حول تيتان من خلال الطيران والدحرجة والسباحة.