10月21日消息，遠(yuǎn)程遙控的月球探測車可能很快就會登上月球工作。地面上的人可以通過虛擬化工具遠(yuǎn)程操控探測車上搭載的設(shè)備，靈活采集樣本、挖掘月表或組裝其他設(shè)備。
英國布里斯托大學(xué)機(jī)器人實(shí)驗室的研究人員在位于牛津郡哈維爾市的歐洲航天局(ESA)歐洲太空應(yīng)用和電信中心測試了他們的新型針對月球探測車的遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)。他們通過虛擬化工具操控月球探測車，控制機(jī)械臂挖掘模擬月壤。這種方式不需要依賴攝像頭傳輸視頻信號，從而避免了由于地球和月球之間1.3秒信號延遲導(dǎo)致的攝像頭反饋滯后問題。未來，歐洲航天局計劃的“月光”項目衛(wèi)星可以中繼傳輸月球探測車的遠(yuǎn)程操作信號。
布里斯托爾大學(xué)的喬?盧卡(JoeLouca)在一份聲明中說：“這種模擬系統(tǒng)可以幫助我們從地球上遠(yuǎn)程操作月球機(jī)器人，避免信號延遲的問題。”
這套虛擬化模擬系統(tǒng)還整合了“觸覺”交互功能。換句話說，這套系統(tǒng)能夠給用戶提供觸覺，模擬出月壤在月球低重力下的觸覺特性。這讓遠(yuǎn)程操作員能更好感知需要多大力才能挖掘出月壤，或者需要多大的力才能鏟起采集的樣本。目前，這種觸覺交互功能只能用在一些虛擬化的基礎(chǔ)任務(wù)中，比如壓實(shí)月壤或者用鏟子移動月壤，應(yīng)用范圍有限，尚未用于更復(fù)雜的任務(wù)。
盧卡說：“我們可以在這個模擬系統(tǒng)中調(diào)整重力的強(qiáng)度，并提供觸覺反饋，這樣就可以讓宇航員感知月球條件下月球塵埃的質(zhì)感和狀況，畢竟月球引力只有地球的六分之一。”
這套系統(tǒng)還可以用來訓(xùn)練未來登月的宇航員，為他們提供一個逼真的模擬環(huán)境，提前了解月面情況。
盧卡說：“其中一種用途可能是讓宇航員通過這套模擬系統(tǒng)來為即將到來的月球探測任務(wù)做準(zhǔn)備。”
但盧卡說，在此之前還需要克服信任問題。先前的研究表明，用戶在操作虛擬化系統(tǒng)時存在心理障礙，主要擔(dān)心虛擬系統(tǒng)在現(xiàn)實(shí)中是否能夠如期表現(xiàn)出預(yù)期的效果。
盧卡的團(tuán)隊對這套虛擬化系統(tǒng)的效率和可信度進(jìn)行了量化分析。他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)系統(tǒng)在采集模擬月壤時，效率達(dá)到了100%，可信度為92.5%;但倒出模擬月壤的可靠度略低。研究人員發(fā)現(xiàn)，在移動模擬月壤時，可以通過限制鏟子的傾斜角度來精確完成這一操作。
雖然這套系統(tǒng)設(shè)計時主要考慮的是探月任務(wù)，但原則上同樣的遠(yuǎn)程操作技術(shù)也可以用于火星任務(wù)。特別是當(dāng)從火星車上取回樣本試管并裝載到另一輛從火星發(fā)射返回地球的飛行器時，這一技術(shù)可能會有幫助。
目前火星樣本返回項目的預(yù)算和時間表都已經(jīng)超出了控制范圍，美國國家航空航天局已經(jīng)請求業(yè)界幫助制定解決方案?；鸺龑?shí)驗室最近贏得了一份合同，對可能的解決方案進(jìn)行詳細(xì)研究，回收毅力號火星車采集到的樣本。盡管遠(yuǎn)程操作發(fā)揮作用可能還為時過早，但未來的月球、火星、小行星以及其他如彗星等巖石天體的樣本返回和探測任務(wù)都可能用上遠(yuǎn)程操作。
“未來十年里，我們將看到多個載人和無人登月任務(wù)，比如中國的嫦娥計劃和美國國家航空航天局的阿爾忒彌斯任務(wù)，”盧卡說。“這種模擬系統(tǒng)可能是這些任務(wù)準(zhǔn)備或執(zhí)行階段有價值的支持工具。”
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