這是Analog-1交互式機器人，模仿太空機器人。[圖片：歐空局]

從太空控制機器人

國際空間站上的一名宇航員在安裝在德國的模擬太空探索環境中實時控制機器人。該技術旨在讓軌道宇航員控制探索外星表面的漫游車，由歐洲航天局 (ESA) 和德國航空航天中心 (DLR) 的一個研究小組開發，學術界和工業界的合作伙伴也參與其中。在這個基于地面的漫游者控制會話中達到高潮。

機器人已被證明是探索月球和火星的基本要素，但由于通信延遲問題，從地球上的控制中心直接控制它們直到現在是不可能的，即命令傳送到地球所需的時間機器人，檢查發生了什么并返回結果 - 如果您將機器人轉向錯誤的方向，可能沒有時間修復錯誤。

更合理的情況是，宇航員呆在圍繞正在探索的天體運行的航天器中，并實時控制已經著陸的機器人。這不僅降低了機組人員的風險，還使得研究宇航員無法著陸的天體成為可能。

從太空控制機器人的努力始于近十年前。最近一次測試活動的結果始于 2019 年，現已在《科學機器人》雜志上發表的一篇文章中公布。

最后，團隊實現了一定程度的實際控制。

控制算法處理通信延遲，防止機器人發生事故。

延時機器人控制

歷時兩小時的主要天地測試成功克服了平均0.8秒的通信信號雙向延遲，數據丟包率約1%。

“我們在 DLR 的團隊必須設計一種控制算法，盡管有這個時間延遲，它仍然可以穩定工作。由于操作員收到的力反饋存在延遲，即使在撞到石頭后他也可以繼續移動機器人。這可以導致機器人與其控制器不同步，可能會像瘋了一樣振動，甚至可能會損壞自己。為了防止這種情況發生，我們使用了一個名為‘被動’的概念——我們查看操作員投入的總能量，在遠程端，我們確保機器人不會提供比這更多的能量，反之亦然。因此，例如，當機械臂在移動時突然撞到一塊巖石，它需要額外的能量才能讓它移動，而這是宇航員沒有命令的，所以我們一次性降低命令能量以減慢速度。 , 在 850 微秒延遲之后, 當宇航員感覺到巖石時, 他可以選擇添加額外的能量來推動它。這種“時域被動方法高延遲”技術在實踐中非常直觀, 應該可以在較高的延遲時間下很好地工作也一樣?！盌LR 項目負責人 Aaron Pereira 解釋說。

隨著控制算法被證明有效，該團隊現在打算讓測試更加真實，離開實驗室環境并帶著機器人探索意大利埃特納火山的火山斜坡。

關鍵詞： 控制算法 通信延遲 實時控制