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用机器人替代宇航员!日本打造远程操作机器人

时间:2019-04-06 11:58:40    作者:admin    来源:未知

  去年,日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)提出了一个“阿凡达X”计划,旨在利用这个计划在太空领域创造一款能替代人类去展开探索活动的“阿凡达”机器人。在去年,他们已经取得了一些成果。而最近,他们又打算和GITAI公司一起合作将远程操作机器人发射到太空上。

  GITAI是一家成立于2017年的初创公司,总部在旧金山,在东京设有分公司。其主要技术优势在数据压缩、低延迟通信、NAT穿越系统等领域。

  目前,GITAI的主要研发产品是用于太空替代宇航员的远程操作分身机器人,致力于将太空作业的成本降低至现在的十分之一。现在GITAI已经成功实现太空远程操作的通信实验。其开发的机器人视频如下。

  随着航空技术的发展,探索外层空间的工作量也越来越大。除了国际空间站(ISS)外,一些商业空间站,例如太空旅馆、用于科学实验的空间站等也开始被一些公司注意到。在这样的环境下,JAXA和GITAI开发了这款机器人。

  这款远程操作机器人可以让宇航员在近地轨道空间站长时间工作,进行远程控制。这样可以减轻宇航员的负担,缩短宇航员在太空执行任务的时间,降低风险。

  为了实现这个目标,GITAI公司做了不少准备。早在之前,GITAI就已经有了不少技术手段。

        
 

  1)数据简化和压缩

  数据传输过程中的容量限制会导致不能传输任何视觉数据(高分辨率360°图像),GITAI特地开发了技术来减少数据量和压缩数据,成功地将分辨率为2.7K的360°摄像头,从原始数据量800 Mbps降到平均2.5Mbps。

  2)低延迟通信

  通信延迟大概是大部分长距离传输都得面对的问题,这在航空上表现得更为显著。GITAI开发了其特有的P2P通信技术和基于GITAI所设计的协议的Linux基本操作系统。

  3)工作量减少技术

  与地面PC相比,在太空中,抵抗太空辐射的PC规格性能得要求要更高。GITAI成功地通过他们的减负技术让超小型英特尔PC能够成功地处理数据。

  4)NAT遍历系统

  GITAI也开发了他们独有的NAT遍历技术,专门用于低延迟通信。操作员和机器人之间的登录/退出只需一个帐户名,以便使操作者和远程控制机器人可以在任何网络基础设施上同步登录/退出进程。

  两位加入GITAI公司的SCHAFT员工)

  如今,GITAI还吸纳了来自日本双足机器人公司SCHAFT的两位员工。其中就有SCHAFT创始人兼首席执行官Yuto Nakanishi和SCHAFT软件工程师Ryohei Ueda。

  (SCHAFT公司的产品)

  提及SCHAFT公司,它的经历可谓是一波三折。这家公司在2013年的DARPA机器人挑战赛上以27分的好成绩夺得第一(总分32),但也就在同年被谷歌的Alphabe收购,直到2016年才又有了新消息,发布了一款新机器人。

  在2017年,软银曾试图一起将SCHAFT与波士顿动力公司从谷歌打包收购。但由于某些原因,最终只成功交易了波士顿动力公司。就在2018年底,谷歌解散了SCHAFT。如今,已有两位来自SCHAFT的技术人员也加入了GITAI公司,继续他们的机器人事业。

  从2018年12月25日至27日,在JAXA国际空间站日本实验舱Kibo的模型中,GITAI根据JAXA提供的宇航员任务列表,进行了GITAI机器人代替宇航员的实验。实验发现GITAI机器人成功完成了72%(13/18)的任务。

  GITAI表示,他们的机器人将“把太空工作的成本降低到”使用真正宇航员成本的10%,取而代之的是依靠地面上的人类进行身临其境的远程操作。

  GITAI的创始人兼首席执行官Sho Nakanose在美国电气电子工程师学会旗舰出版物IEEE Spectrum的邮件中曾指出:新研发的远程操作机器人更注重实际设计,会考虑到实际的空间网络基础设施以及在空间站内短时间内完成一般工作并能够长时间运行的能力。这也表明GITAI有着与之相符的技术实力。未来在太空工作的机器人将通过自主和自动化来实现。关于近地轨道空间站的工作,在那里物理延迟不是什么大问题,远程操作机器人有更好的性能,可以比自主机器人更快地实现,所以首先要让远程操作机器人更实用。

  借用SCHAFT创始人兼首席执行官YutoNakanishi的一段话来作为结尾。

  “我一生致力于机器人研究。在过去的八年里,我尝试建立了SCHAFT,使双足机器人成为现实,这是我儿时的梦想,并在DARPA机器人挑战赛中首次出现,随后被谷歌收购,继续致力于双足机器人的实际应用。2018年底,谷歌解散了SCHAFT,但我现在并不后悔,因为我们SCHAFT致力于世界最高水平的双足机器人,并在当时做了一切可能的事情。我还有一个儿时梦想。那就是创建第一个在太空中工作的机器人。自SCHAFT解散以来,我曾多次与多家企业接触,我相信GITAI是帮助我实现这个梦想的团队,这也是我决定加入他们的原因。我们一定会创造出世界上最伟大的机器人,它将在太空中发挥作用。让我们保持期待吧!”



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