Thu Jun 04 2020

06 04

Virtuele zwerm robots op Mars

07/04/2020

Door Ad Spijkers

Wetenschappers van het Technologie-Zentrum Informatik und Informationstechnik (TZI) aan de Universität Bremen hebben 40 km2 Mars gereconstrueerd in virtual reality, zodat robots daar in de toekomst kunnen opereren.


     

Om mensen tijdens een toekomstig bezoek aan Mars niet in gevaar te brengen, moeten robots een veelvoud aan taken op zich nemen. Om hun gebruik in een vreemde omgeving te kunnen testen en de interactie van grotendeels autonome robotzwermen realistisch te kunnen gesimuleerd, hebben wetenschappers van het TZI een virtuele testomgeving ontwikkeld. Ongeveer 40 km2 van het 'Valles Marineris' kloofsysteem op Mars is nu in virtual reality (VR)beschikbaar voor de voorbereiding van toekomstige missies.

Grondstoffen en buitenaards leven

Als onderdeel van het VaMEx-VTB-project (Valles Marineris Explorer - Virtual TestBed) simuleerden de onderzoekers de Mariner-valleien op basis van NASA scans. Deze regio is gekozen omdat wordt aangenomen dat er grondstoffen zijn die nuttig zouden zijn voor latere bemande missies en menselijke nederzettingen op de rode planeet. Ook is er mogelijk bewijs van buitenaards leven, omdat de omstandigheden voor de vorming van micro-organismen in het verleden goed waren - toen Mars nog minder vijandig stond tegen het klimaat.

Omdat het terrein in de valleien zeer divers is, zijn voor de verkenning robots met verschillende eigenschappen nodig. Sommige zullen bijvoorbeeld kunnen klimmen, andere vliegen of vervoeren vracht. Daarnaast moet een netwerk van kleine, op radio gebaseerde 'bakens' worden opgezet, zodat de robots op elk moment hun positie kunnen bepalen.

Hoge eisen aan de software

De TZI-software maakt het mogelijk om het complexe samenspel tussen de robots te simuleren. Daarbij wordt rekening gehouden met alle bijzonderheden van de planeet, zoals zwaartekracht, bodemgesteldheid en extreme temperaturen. Er moesten grote hoeveelheden data worden verwerkt om een realistische, driedimensionale weergave van het landschap te creëren. Een andere uitdaging was de koppeling van de verschillende robotsoftwaresystemen zodat informatie-uitwisseling mogelijk is.

Het systeem heeft zichzelf al bewezen in de eerste tests. De onderzoekers merkten op dat robots op Mars andere algoritmen nodig hebben dan op aarde om hun positie te bepalen. Dit komt mede door de eentonige kleuren van het gebied, waardoor het moeilijk is landschapsherkenningskenmerken te herkennen. Het grootste voordeel van simulatie ligt juist in dit soort kennis: fouten kunnen worden verholpen voordat de robots op een dag hun acht maanden durende reis naar Mars beginnen. De kans dat alles ter plaatse werkt zoals gepland, neemt aanzienlijk toe.

Het VaMEx-VTB-project is gefinancierd door het Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) met middelen van het Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi). Projectdeelnemers zijn onder meer het Robotics Innovation Center van het Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Bremen, de Universität der Bundeswehr in München, de TU's van München en Braunschweig, DLR Oberpfaffenhofen en de Universität Würzburg.

Foto: Universität Bremen