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    Cómo funcionan los robonautas
    Galería de imágenes de astronautas


    Foto cortesía de la NASA.
    Robonaut 2 (a la izquierda) se convirtió en el primer no humano en visitar la Estación Espacial Internacional. R2 viajó al espacio a bordo del transbordador el 24 de febrero. 2011. Ver más fotos de astronautas.

    Es difícil imaginar una empresa más dramática que los viajes espaciales, en el que las almas valientes se sellan en vehículos asombrosos y son lanzadas por explosiones controladas a un entorno hostil a toda la vida conocida, todo en nombre de la ciencia y la osadía humana.

    Aterrizar una nave espacial en la luna no habría sido lo mismo sin los astronautas. A través de su comentario, La gente de la Tierra que observaba las imágenes granuladas en blanco y negro del paisaje lunar compartía una conexión con lo eterno y lo extraterrestre. Su viaje nos brindó una experiencia común más grande que cualquier cosa que Hollywood pudiera crear. porque era real.

    Los viajes espaciales pasan factura a los astronautas porque el cuerpo humano no se adapta a las duras condiciones que gobiernan los reinos más allá de nuestra atmósfera. Dentro de una cápsula o lanzadera, Los viajeros espaciales deben hacer ejercicio con regularidad para evitar la pérdida de densidad ósea y la atrofia muscular causada por períodos prolongados en microgravedad. Los compartimentos de la tripulación deben estar presurizados con la mezcla adecuada de gases respirables y vapor de agua. y los sistemas deben hacer circular y revitalizar esos gases para mantener el aire respirable. La temperatura también debe regularse cuidadosamente, por no hablar de los sistemas para suministrar alimentos y agua y eliminar los desechos.

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    Fuera de, los astronautas encuentran temperaturas que pueden oscilar entre 248 grados F (120 grados C) y menos 148 grados F (menos 100 grados C), y eso está cerca de la Tierra. La temperatura del espacio profundo cae en picado a menos 454 grados F (menos 270 grados C). Sin la atmósfera de la Tierra para protegerlos de la radiación del sol, los astronautas sobreviven usando trajes espaciales voluminosos que cuestan millones de dólares cada uno y no son prácticos en caso de emergencia. Si la Estación Espacial Internacional (ISS) fuera golpeada por un objeto y necesitara ser reparada de inmediato, un astronauta tardaría horas en prepararse para una caminata espacial y realizar reparaciones [fuente:Coulter, "Robonaut 2 se lanzará en febrero"].

    La NASA y otros programas espaciales reconocen la fragilidad del cuerpo humano y están trabajando en formas de aprovechar al máximo el tiempo de sus astronautas al tiempo que reducen su exposición al peligro. Uno de los enfoques más interesantes actualmente en curso ha dado lugar a una nueva generación de astronautas, uno más adecuado para sobrevivir fuera de la nave espacial.

    En este articulo, aprenderemos sobre el desarrollo de estos astronautas robóticos, o robonautas , y cómo ayudarán a los humanos en el espacio.

    I, Robonauta

    Sondas robóticas y rovers han estado viajando a Marte desde antes de que aterrizáramos en la luna. En 1965, Mariner IV envió las primeras imágenes de corto alcance del planeta rojo. En 1997, los Pionero El rover proporcionó detalles sin precedentes sobre la atmósfera y la superficie marcianas. Es más, ¿Quién puede olvidar las notables contribuciones de Espíritu y Oportunidad , los dos vehículos exploradores de Marte lanzados en el verano de 2003 que duraron mucho más que su misión original?

    La NASA ha basado sus astronautas robóticos en un diseño humanoide. El primero de estos, Robonauta 1 (también conocido como R1 ), presentó una cabeza, dos ojos, dos brazos y dos manecillas de cinco dígitos. Los diseñadores protegieron la cabeza de R1 con un casco de resina epoxi y montaron la cabeza en un cuello articulado, lo que le permitió girar de un lado a otro y mirar hacia arriba y hacia abajo. Dentro del robonauta pionero, dos cámaras de video entregadas visión en estéreo al operador y habilitó a R1 para rastrear objetos. Stereovision imita la visión humana comparando imágenes de un "ojo" derecho e izquierdo (cámara) y usando paralaje - la diferencia aparente en la posición de un objeto causada por el diferente ángulo de visión de cada ojo - para determinar la profundidad y detectar movimiento. Los brazos de R1 eran capaces de un rango de movimiento mayor que los brazos humanos y tenían más de 150 sensores cada uno.

    La NASA comenzó la construcción de R1 en 1997, y sirvió como plataforma experimental en pruebas de laboratorio y de campo hasta 2006. Fue una prueba de concepto exitosa, pero nunca salió del laboratorio.

    En 2006, La NASA firmó un acuerdo con General Motors para producir Robonauta 2 ( R2 ). GM también estaba desarrollando hábiles robots en ese momento y había trabajado con la NASA en el vehículo lunar. La NASA dio a conocer R2 en febrero de 2010, y el robonauta viajó a su hogar permanente en la Estación Espacial Internacional el 24 de febrero. 2011, en una de las últimas misiones del transbordador espacial.

    Como R1, R2 está diseñado para ayudar a los humanos y automatizar Tareas aburridas o agotadoras, como configurar las herramientas y el equipo necesarios para las misiones, liberando a los astronautas para que se concentren en tareas para las que solo ellos están calificados.

    Piense en R2 como R1-plus:más pequeño, más económico, más avanzado y capaz de sobrevivir a los rigores del lanzamiento y del espacio. R2 entrega más de 350 sensores, 40 de los cuales utiliza para detectar su entorno. Eso incluye cuatro cámaras de luz visible en sus ojos y una quinta cámara infrarroja en su boca para ayudar en la percepción de profundidad. Su estómago contiene 38 procesadores de computadora. Aunque su fuerza está a la par con la de R1, puede levantar alrededor de 20 libras (9 kilogramos), R2 es más hábil con sus prácticos apéndices:mientras que las manos de R1 eran similares a las manos enguantadas de un astronauta, Los R2 son más como manos humanas sin guantes.

    R2 puede manipular una manta, coge un sobre y agarra una mancuerna, pero su destreza es mayor que la suma de sus partes. Los usuarios pueden controlar la rigidez de la articulación de R2, lo que le da a R2 una ventaja sobre los robots típicos "controlados por posición" como los robots de ensamblaje de automóviles, que carecen de "ceder" en sus sistemas y deben alinearse perfectamente para hacer su trabajo. Un robot así sería pésimo poniendo una clavija en un agujero; incluso una ligera desalineación haría que la clavija se estrellara contra el área alrededor del orificio. R2, en cambio, puede "sentir" su camino a casa, moviendo la clavija suavemente hacia adelante y haciendo pequeña, correcciones deslizantes si están desalineadas, como lo haría un humano. La flexibilidad de R2 también lo hace más seguro para sus compañeros humanos, que pueda detener su movimiento sin mucha fuerza, evitando así lesiones.

    Aquí están las especificaciones para Robonaut 1 y 2:

    Especificaciones Robonauta 1
    Robonauta 2
    Altura 1,9 metros (6,23 pies) 1,0 metros (3,33 pies) (de cintura a cabeza) Peso 410 libras (182 kilogramos) 330 libras (150 kilogramos) Materiales Estructurales
    Principalmente aluminio con acolchado de Kevlar y Teflón para protegerlo del fuego y los escombros Principalmente aluminio con acero, fibra de carbono niquelada y no metálicos Plataforma informática
    Procesador PowerPC 38 procesadores PowerPC Sistema operativo
    VxWorksVxWorks

    Robonautas:¿Controlando el futuro del espacio?

    Más allá de la NASA

    Cualquiera que sea el futuro de los robonautas, la competencia se está calentando como una lanzadera al reingresar.

    • La Agencia Espacial Europea está actualizando su Eurobot con cuatro ruedas, dos brazos, manos intercambiables con herramientas, un sistema de navegación avanzado, cámaras y sensores. La agencia también está considerando la transformación parcial de robots, como un vehículo de superficie con ruedas que se convierten en pies.
    • China espera enviar un rover no tripulado a la luna para el 2012 y lanzar una misión robótica para traer de regreso muestras para el 2017.
    • Japón ha dicho que quiere poner un robot bípedo en la luna para 2015 y construir una base lunar para 2030.

    Robonauta 2 (R2), como su predecesor, se controla mediante telepresencia, en el que una persona, ya sea un astronauta o un operador en el control de la misión, guía al robot de forma remota mientras ve a través de sus ojos a través de cámaras a bordo. El operador puede usar guantes para operar las manos de R2, o controlar los movimientos de la cabeza de R2 usando un casco conectado remotamente a la cabeza del robot.

    R2 no es una mera marioneta, sin embargo. Como los rovers de Marte, el robonauta también opera bajo autonomía supervisada, lo que significa que viene cargado con secuencias de comandos (scripts) que le indican cómo realizar determinadas tareas de forma autónoma. Un operador monitorea su progreso durante estas acciones y puede hacer las correcciones necesarias en tiempo real. La esperanza es que R2 algún día se gradúe de robot-aprendiz a robot-empleado y requiera muy poca observación o dirección.

    Como R1, Los cerebros de R2 consisten en una serie de procesadores PowerPC, una tecnología utilizada en otras aplicaciones espaciales, que ejecutan el sistema operativo en tiempo real VxWorks. La NASA dice que esta combinación ofrece computación flexible y apoya diversas actividades de desarrollo. El software del sistema está escrito en C y C ++. El software ControlShell ayuda al proceso de desarrollo y proporciona un entorno de desarrollo gráfico, lo que mejora la comprensión de los investigadores del sistema y el código.

    Inicialmente, R2 estará confinado a un laboratorio en la Estación Espacial Internacional. Allí, ejecutará pruebas utilizando una serie de placas con interruptores, perillas y conectores como los que operan los astronautas. Los ingenieros en el terreno enviarán actualizaciones de hardware y software según sea necesario. Finalmente, R2 estará equipado con una pierna o piernas completas con dedos que se ajustan a los apoyos integrados en las paredes de la estación, lo que permitirá a R2 trepar dejando sus manos libres para llevar equipo o realizar tareas.

    Finalmente, R2 recibirá equipo de actividad extravehicular (EVA) y podrá realizar caminatas espaciales fuera de la estación. Entonces podrá configurar lugares de trabajo y reducir el tiempo que los humanos deben pasar afuera. Debido a que puede hacer una transición mucho más rápida al exterior que los astronautas, R2 también podrá responder a emergencias. La NASA está trabajando en una batería (actualmente R2 tiene que estar enchufado) para aumentar el rango de R2, y los futuros robonautas podrían equiparse con ruedas o incluso con un jetpack para misiones de exploración y mantenimiento. Tampoco los hábiles robots como R2 se limitarán a explorar el espacio:un día, podrían ingresar a lugares peligrosos en la Tierra en lugar de humanos, como volcanes y plantas nucleares.

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    Más enlaces geniales

    • Centro espacial Johnson
    • Canal de YouTube de NASA Robonaut
    • Página de inicio de robótica de la NASA
    • Página de inicio de Robonaut 2
    • RoboSapiens:Robonaut

    Fuentes

    • Chang, Kenneth. "La misión de la NASA para enviar un robot a la Luna". Los New York Times. 1 de noviembre 2010. (3 de mayo de 2011)
      http://www.nytimes.com/2010/11/02/science/space/02robot.html
    • Cuchilla, Dauna. "La NASA describe grandes planes para un robot humanoide". Noticias de ciencia de la NASA. 29 de abril 2010. (4 de mayo de 2011)
      http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2010/29apr10_r2/
    • Cuchilla, Dauna. "Robonaut 2 se lanzará en febrero". Noticias de ciencia de la NASA. 31 de enero 2011. (4 de mayo de 2011)
      http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2011/31jan_r2/
    • Decano, Brandi. Oficina de Asuntos Públicos, NASA - Centro Espacial Johnson. Correspondencia personal. 5 al 10 de mayo 2011.
    • Agencia Espacial Europea. "Los robots transforman el trabajo en el espacio". 1 de septiembre 2010. (3 de mayo de 2011)
      http://www.esa.int/esaKIDSen/SEMKH5WNPBG_LifeinSpace_0.html
    • General Motors (a través de PR NewsWire). "Robonaut 2 llega a la Estación Espacial Internacional". Los New York Times. 25 de febrero 2011. (2 de mayo de 2011)
      http://markets.on.nytimes.com/research/stocks/news/press_release.asp
      ? docTag =201102250900PR_NEWS_USPRXDE54767 &feedID =600 &
      press_symbol =27294563
    • Jha, Alok. "Conoce a Robonaut 2, Asistente de astronauta. "The Guardian (Reino Unido). 2 de noviembre de 2010. (3 de mayo de 2011)
      http://www.guardian.co.uk/science/2010/nov/02/robonaut-2-international-space-station
    • Mehling, Joshua. Ingeniero de proyectos robonauta. Correspondencia personal. 9 de mayo 2011.
    • Moseman, Andrés. "Consorcio japonés:enviaremos un robot humanoide a caminar sobre la luna". Descubre el blog Magazine 80 Beats. Mayo 4, 2010. (3 de mayo de 2011)
      http://blogs.discovermagazine.com/80beats/2010/05/04/japanese-consortium-well-send-a-humanoid-robot-to-walk-on-the-moon/
    • NASA. "Operación autónoma del tablero de tareas de la ISS". 18 de febrero 2011. (4 de mayo de 2011)
      http://www.youtube.com/watch?v=Z0k8YVTrXVs
    • NASA. "Vuelo espacial humano:control ambiental y sistema de soporte vital". (17 de mayo, 2011)
    • NASA. "#NASATweetup:STS-133 Discovery - Demostración de Robonaut 2 Parte I." 4 de noviembre 2010. (5 de mayo de 2011)
      http://www.youtube.com/watch?v=Z78QUUioRzI
    • NASA. "#NASATweetup:STS-133 Discovery - Demostración de Robonaut 2 Parte II". 5 de noviembre 2010. (5 de mayo de 2011)
      http://www.youtube.com/watch?v=bJ187uUib2o
    • NASA. "#NASATweetup:STS-133 Discovery - Demostración de Robonaut 2 Parte III". 5 de noviembre 2010. (5 de mayo de 2011)
      http://www.youtube.com/watch?v=6sXHz3T9rn8
    • NASA. "#NASATweetup:STS-133 Discovery - Demostración de Robonaut 2 Parte IV". 5 de noviembre 2010. (5 de mayo de 2011)
      http://www.youtube.com/watch?v=69ttCyfgFAY
    • NASA. "La NASA y GM dan un gran paso adelante en robótica". 13 de julio 2010. (5 de mayo de 2011)
      http://www.youtube.com/watch?v=hrxcJn_EcG4
    • NASA. "NASAFacts:Robonaut 2." (Mayo 4, 2011)
      http://www.nasa.gov/pdf/464887main_Robonaut2FactSheet.pdf
    • NASA. "La NASA lanzará R2 para unirse a la tripulación de la estación espacial". 13 de julio 2010. (3 de mayo de 2011)
      http://www.youtube.com/watch?v=vfhS_st5ams
    • NASA. "Robonauta 2". (2 de Mayo, 2011)
      http://robonaut.jsc.nasa.gov/
    • NASA. "Robonaut 2:Un sueño realizado". 2 de Marzo, 2011. (2 de mayo de 2011)
      http://www.youtube.com/watch?v=kepkSnrSec0
    • Vause, John. "Los ambiciosos planes de China en el espacio". CNN. 26 de noviembre 2007. (4 de mayo de 2011)
      http://articles.cnn.com/2007-11-26/tech/china.space.race_1_chang-e-helium-3-lunar-orbiter?_s=PM:TECH
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