NASA и Университет Райса создали первый открытый симулятор для разработки космических роботов - New-Science.ru

NASA и Университет Райса представили первую в мире платформу с открытым исходным кодом для моделирования и испытаний роботов, предназначенных для работы внутри космических кораблей и обитаемых космических модулей. Новая система получила название iMETRO Dynamic Simulation. Она создаёт высокоточную цифровую копию исследовательского комплекса iMETRO, расположенного в Космическом центре имени Джонсона NASA, позволяя учёным и инженерам со всего мира разрабатывать, проверять и совершенствовать внутрикосмические роботизированные системы в виртуальной среде. Платформа была представлена совместной командой NASA и Университета Райса на Международной конференции по робототехнике и автоматизации IEEE (ICRA) 2026 года в Вене. Разработчики считают, что открытый симулятор значительно расширит доступ к исследованиям в области космической робототехники и ускорит создание технологий для будущих пилотируемых миссий. iMETRO Dynamic Simulation позиционируется как первый в мире открытый симулятор для разработки внутрикосмических роботов. Система позволяет создавать, тестировать и проверять роботизированные решения для космических аппаратов и будущих космических поселений без необходимости физического доступа к дорогостоящему оборудованию NASA. Основой платформы является цифровой двойник реального исследовательского комплекса iMETRO в Космическом центре имени Джонсона. В виртуальной среде воспроизводятся полноразмерные макеты внутренних помещений космических кораблей и лунных жилых модулей, что позволяет разработчикам испытывать роботов в условиях, максимально приближённых к реальным. Главное внимание в симуляторе уделено роботизированным манипуляторам, которые могут использоваться внутри космических аппаратов для технического обслуживания и выполнения логистических задач. Такие системы в будущем смогут перевозить оборудование, перемещать грузы, организовывать хранение предметов и выполнять различные ремонтные операции, снижая нагрузку на астронавтов во время длительных экспедиций к Луне и другим направлениям. Одним из ключевых элементов платформы является детальная модель восьмистепенного роботизированного манипулятора, представляющего типичную систему для космических операций. Модульная архитектура позволяет исследователям проверять новые алгоритмы управления, различные варианты оборудования и рабочие сценарии в изменяемых моделях космических помещений. Для повышения доступности симулятор поддерживает ROS 2 — одну из наиболее распространённых платформ разработки программного обеспечения для роботов, а также физический движок MuJoCo, который используется для точного моделирования движений роботизированных систем. Разработчики могут применять одни и те же модели роботов как в виртуальной среде, так и при работе с реальным оборудованием. Встроенный инструмент преобразования программного обеспечения упрощает перенос алгоритмов из симулятора на настоящих роботов, сокращая время разработки и повышая совместимость систем. Команда также продемонстрировала возможность быстрого перехода от виртуального моделирования к реальному оборудованию. Исследователи разработали роботизированное приложение полностью в симуляторе, а затем перенесли его на физический комплекс iMETRO менее чем за один день. Этот результат показывает точность цифрового двойника и демонстрирует, что новые роботизированные технологии можно быстрее проверять перед использованием в настоящих космических миссиях. По мнению исследователей, один из главных вызовов будущих длительных полётов человека в космос заключается в эффективном распределении рабочего времени астронавтов. Большая часть времени экипажа на борту космических аппаратов уходит на техническое обслуживание и выполнение рутинных операций, которые в будущем смогут взять на себя автономные или дистанционно управляемые роботы. До сих пор развитие космической робототехники ограничивалось отсутствием доступных открытых симуляторов, способных реалистично воспроизводить сложные условия внутри космических аппаратов, включая ограниченное пространство и особенности работы в условиях микрогравитации. Большинство разработок использовали закрытые программные инструменты или ограниченные испытательные площадки, что затрудняло сотрудничество между исследовательскими группами и замедляло развитие технологий. Открытие доступа к iMETRO Dynamic Simulation должно изменить эту ситуацию. Теперь специалисты из разных стран смогут удалённо создавать и проверять новое программное обеспечение для космических роботов, а также оценивать его совместимость с различными аппаратными конфигурациями на реальном испытательном комплексе NASA. «Впервые исследователи по всему миру смогут удалённо создавать и тестировать новое роботизированное программное обеспечение, а также проверять, как оно взаимодействует с различными аппаратными конфигурациями и рабочими сценариями на физической испытательной площадке NASA», — заявила Никки Харт, аспирантка Университета Райса и участница программы NASA Pathways. Разработчики ожидают, что новая платформа сыграет важную роль в создании роботов для будущих лунных миссий, орбитальных станций и дальних космических экспедиций.