يقوم نموذج أولي جديد للمركبة الجوالة بتعليم علماء ناسا كيفية تصميم الروبوتات التي يمكنها التفكير بنفسها والتنقل في التضاريس التي من شأنها أن تترك المركبات الجوالة القديمة عالقة في الغبار القمري أو المريخ.
مركبة الاستكشاف للتنقل في التضاريس شديدة الانحدار (ERNEST)، التي تم تطويرها في وكالة ناسا مختبر الدفع النفاث، أكمل مؤخرًا رحلة طولها 16 ميلاً (26 كيلومترًا) عبر الصحراء في جنوب كاليفورنيا. استغرقت الرحلة أكثر من 37 ساعة من القيادة على مدار سبعة أيام، وأكملها إرنست بشكل مستقل بالكامل تقريبًا، “مع الحد الأدنى من التدخل” من المهندسين الذين يراقبون الاختبار، وفقًا لما ذكره أحد الباحثين. بيان مختبر الدفع النفاث.
ناسا وتأمل أن يتم دمج هذه التكنولوجيا في المركبات الفضائية المستقبلية القمر و المريخ، والتي يمكن أن تسافر يومًا ما إلى مسافة أبعد وأسرع من سابقاتها، بالاعتماد على البرمجة الموجودة على متنها لتقييم المناظر الطبيعية الغادرة والتنقل فيها والتي لم يكن من الممكن الوصول إليها من قبل بواسطة المستكشفين الآليين. قال عيسى نيسناس، خبير التكنولوجيا الرئيسي في مختبر الدفع النفاث، في بيان صدر يوم 18 يونيو: “يساعدنا هذا الاختبار على تحسين أجهزة التنقل وبرامج التحكم الذاتي للتنقل لمسافات بعيدة عبر نطاق واسع من التضاريس وظروف الإضاءة المتوقعة على القمر”.
بدأ تطوير إرنست في عام 2022 باستخدام تمويل البحث والتطوير الداخلي لمختبر الدفع النفاث، ومنذ ذلك الحين تم وضعه تحت مظلة مكتب استراتيجية وتكامل علوم الاستكشاف التابع لمديرية المهام العلمية التابعة لناسا، بالإضافة إلى برنامج استكشاف المريخ التابع للوكالة.
جزء مما يميز إرنست عن سابقاتها هو عجلاتها الجديدة و نظام التعليق النشط. ومن خلال اقترانها بالذكاء الاصطناعي التكيفي، تستطيع المركبة تحديد العوائق في طريقها لتجنبها أو التغلب عليها أثناء سفرها نحو وجهتها التالية.
إن ذكاء إرنست هو نتيجة أشهر من التعلم المعزز الذي تم إجراؤه في بيئة افتراضية، حيث جمعت المركبة آلاف الساعات من البيانات التجريبية في غضون أيام قليلة فقط من خلال تشغيل عمليات محاكاة متعددة في وقت واحد. بعد ذلك، ولاختبار المعرفة المكتسبة بعد الاختبار الافتراضي، وضع الفريق المركبة الاختبارية عبر مسار مليء بالعقبات في Mars Yard التابع لمختبر الدفع النفاث قبل تخريجها إلى رمال صحراء كاليفورنيا.
المركبات الجوالة السابقة، مثل مثابرة و فرصة على المريخ، تم تصميمها بنظام “العربة الهزازة”، والذي يستخدم نقاط محورية مفتوحة لتوزيع الوزن بشكل سلبي بالتساوي عبر عجلاتها الستة. يستخدم نموذج إرنست ذو العجلات الأربع مفصلين في هيكله الأمامي، وهو محور لتغيير مشية العربة الجوالة، مما يخلق حركات تحاكي “التلوي، والمشي على العجلات، وتسلق العوائق”، وفقًا لنفس البيان. كما أن إرنست قادر على توجيه كل عجلة من عجلاته، مما يسمح للمركبة الجوالة بالمناورة من جانب إلى آخر، بالإضافة إلى الأمام والخلف.
قال هاري نايار، كبير التقنيين الرئيسيين لفريق إرنست: “على الرغم من أن نظام العربات الهزازة كان ناجحًا جدًا على مدار الثلاثين عامًا الماضية، إلا أنه كان هناك الكثير من الأبحاث في ذلك الوقت حول التنقل وفهم التفاعل مع التضاريس”.
خلال اختباره الذي استمر لمدة أسبوع في مارس الماضي، قامت الفرق الهندسية بمراقبة إرنست عبر العديد من السيناريوهات الملاحية، بما في ذلك السفر ليلاً وظروف الإضاءة السيئة الأخرى لمحاكاة بيئات قمرية معينة. يبلغ طول المركبة 4 أقدام (1.2 متر) وتسير بسرعة تصل إلى 0.6 ميل في الساعة (1 كيلومتر في الساعة) – وهي أسرع بكثير من المركبات الجوالة العاملة حاليًا على القمر والمريخ، مثل مركبة بيرسيفيرانس، التي، بعد خمس سنوات على الكوكب الأحمر، لم تعبر إلا مؤخرًا المسافة اللازمة لتشغيل ماراثون على الأرض (26.2 ميلًا، أو 42.2 كيلومترًا).
ويأمل المهندسون أن يتم استخدام إرنست كنموذج لمركبات جوالة أكبر حجمًا وأكثر قدرة ومصممة للذهاب إلى مسافة أبعد وبسرعات أعلى.
