El astronauta de la ESA Luca Parmitano ha hecho historia en robótica, llegando desde la Estación Espacial Internacional en órbita alrededor de la Tierra a 8 km / s, para controlar un rover terrestre, equipado con una pinza avanzada que posee la movilidad y la destreza equivalentes a una mano humana.

Esta pinza pudo recoger y recolectar muestras de rocas del entorno lunar simulado. En el futuro, se puede utilizar un sistema comparable para explorar entornos extraterrestres, con astronautas controlando rovers de superficie desde la seguridad y comodidad de un hábitat de superficie o una nave espacial en órbita.

El proyecto de prueba Analog-1, que concluyó con esta prueba espacio-tierra de dos horas el 25 de noviembre, tenía múltiples objetivos técnicos. Uno de los principales fue evaluar el uso de controles de 'retroalimentación de fuerza', como un joystick de juego de alta gama que empuja a su usuario, dándoles un sentido del tacto, en el espacio, para evaluar si esta tecnología permitiría un control robótico de alta precisión en condiciones de ingravidez.

"Imagina al robot como el avatar de Luca en la Tierra, proporcionándole visión y tacto, "dice el ingeniero de la ESA Kjetil Wormnes, encabezando la campaña de prueba Analog-1. "Estaba equipado con dos cámaras, una en la palma de su mano, el otro en un brazo maniobrable, para permitir que Luca y los científicos ubicados en lugares remotos observen el medio ambiente y obtengan un primer plano de las rocas ".

Mientras los periodistas miraban, el rover controlado por Luca completó su campaña de muestreo justo a tiempo, atravesando entre un trío de sitios de muestreo a lo largo de caminos desafiantes y estrechos. Mientras seleccionaba las rocas, Luca recibió el asesoramiento de un equipo de expertos en geología del Centro Europeo de Astronautas (EAC) en Alemania, simulando un levantamiento de exploración de superficie de la vida real.

"Nos beneficiamos de la formación previa de Luca a través de nuestro programa Pangea, dar a los astronautas experiencia práctica en geología, "añade Jessica Grenouilleau, Líder del proyecto Meteron en Exploration Systems Group de la ESA. "Ayudó enormemente a tener una discusión eficiente entre la tripulación y los científicos".

Además, Luca podía sentir cada vez que el robot tocaba el suelo o levantaba una piedra, utilizando un dispositivo de retroalimentación de fuerza Sigma 7 con seis grados de libertad. Esta prueba fue la primera vez que se utilizó un dispositivo de este tipo en la ISS para controlar un robot en tierra.

El enlace de control bidireccional entre el rover y la ISS se extendió a través de satélites de comunicación en órbita geoestacionaria hasta EAC y luego hasta el hangar. lo que da como resultado una latencia o un retraso de comunicación de 0,8 segundos, que Luca tuvo que tener en cuenta al planificar sus movimientos.

El hardware y software utilizados por Luca a bordo de ISS fue desarrollado por el Laboratorio de Interacción de Robots Humanos de la ESA. con sede en el corazón técnico de la ESA en los Países Bajos, con el apoyo del Instituto de Robótica y Mecatrónica del Centro Aeroespacial Alemán DLR, incluida la integración de software de control para personalizar la retroalimentación de fuerza y ​​la retroalimentación háptica del sistema para el inevitable retraso de tiempo experimentado dentro del sistema.

El ingeniero robótico de la ESA Thomas Krueger, al frente del laboratorio de HRI, explica:"Para este escenario de exploración, que implica un retraso de tiempo relativamente corto, hemos podido combinar las ventajas relativas de los humanos y los robots:un humano por su capacidad para lidiar con entornos complejos y no estructurados y la toma de decisiones, y un hábil robot capaz de hacer frente a entornos hostiles y de ejecutar con precisión los comandos de su operador.

"Al mejorar la experiencia del operador con retroalimentación de fuerza y ​​controles intuitivos, podemos hacer factibles las tareas de control robótico que antes eran imposibles, y abrir nuevos métodos de exploración del espacio. Ahora estamos interesados ​​en analizar los datos y los comentarios de Luca para ver los detalles de su desempeño. y averiguar dónde podemos mejorar y preparar planes de exploración futuros ".

El propio rover también fue construido por el HRI Lab, asumiendo el papel de desarrollador de carga útil del proyecto. Para establecer el vínculo de comunicación con la ISS, el equipo contó con el apoyo de EAC.

Analog-1 ha sido la última de una serie de campañas de prueba de humanos y robots progresivamente más desafiantes que involucran a la ISS, denominada colectivamente Meteron — Red de operación robótica de extremo a extremo multipropósito. La primera prueba de retroalimentación de fuerza de 1 grado de libertad se llevó a cabo en 2015 con el experimento Haptics-1 de la ESA. progresando a los 2 grados de libertad de DLR Kontur-2 al año siguiente, avanzando ahora a un movimiento completo de 6 grados de libertad.

El siguiente paso será una campaña de prueba al aire libre en una ubicación terrestre similar a la Luna, planeado para el próximo año. Un rover examinaría y recolectaría rocas genuinas en un escenario operativo que se asemeja a la complejidad de una misión completa en la Luna.