Een controleur in Duitsland bestuurde met ESA's grijper uitgeruste Interact rover rond een gesimuleerd maanlandschap in het technische hart van het Agentschap in Nederland, om te oefenen met het ophalen van geologische monsters. Tegelijkertijd communiceerde een kleinere in Duitsland gevestigde rover met ESA's rover alsof ze samen op dezelfde locatie waren - tijdens een generale repetitie voor een robottestcampagne naar de maanachtige vulkanische hellingen van de Etna, gepland voor volgend jaar.

Het scenario achter de tests van deze week is dat in de toekomst, astronauten aan boord van de Lunar Gateway in de ruimte zullen rovers op het oppervlak van de maan kunnen besturen, met behulp van forcefeedback-bedieningen - zoals een high-end gaming-joystick die de gebruiker terugdringt - om een ​​realistisch tastgevoel te ervaren dat vergelijkbaar is met daadwerkelijk aanwezig zijn.

Het concept werd in principe bewezen tijdens de Analog-1 campagne van vorig jaar, uitgevoerd door ESA's Human Robot Interaction Laboratory, met de steun van het DLR German Aerospace Center's Institute for Robotics and Mechatronics in Oberpfaffenhofen bij München.

Analog-1 eindigde met ESA-astronaut Luca Parmitano in een baan om de aarde aan boord van het internationale ruimtestation dat de Interact-rover op de grond bedient, geleid door high-fidelity visie en aanraking om een ​​geologische bemonsteringsoefening uit te voeren.

"Ons oorspronkelijke plan was om Analog-1 op te volgen met een echt geologisch veldonderzoek, op de Etna in Italië, " legt ESA-robotingenieur Thomas Krueger uit, aan het hoofd van het HRI-lab.

"Dit onderzoek was gepland als onderdeel van het ARCHES - Autonomous Robotic Networks to Help Modern Societies - initiatief van DLR, heterogeen te ontwikkelen, autonome en onderling verbonden robotsystemen in de context van een echte toepassing."

"Helaas maken aanhoudende COVID-19-beperkingen dit voorlopig onmogelijk. In plaats daarvan hadden we het idee om de rovers virtueel samen te brengen:we hebben een gemeenschappelijke netwerkinfrastructuur opgezet om ze te laten denken dat ze samen zijn, ook al zijn ze dat niet - als een robotversie van een teleconferentie - een generale repetitie voor onze Etna-reis, die nu is verplaatst naar volgende zomer."

De test culmineerde in het gezamenlijk bedienen van de Interact rover vanaf DLR op meer dan 660 km afstand, samen met het European Space Operations Centre, ESOC, in Darmstadt, Duitsland, helpen bij het selecteren en ophalen van geologische monsters - toezicht houden op de activiteiten in de 'ruimte'.

"Dit soort experimenten zijn erg belangrijk voor ons om te oefenen en operationele ervaring op te doen, wat essentieel is voor toekomstige robotachtige maanmissies van ESA, ", zegt ESOC's operations engineer Thorsten Graber.

Het aannemen van de rol van missiecontrole, de ESOC-kant gebruikte hogere commando- en visualisatietools ontwikkeld door het bedrijf Trasys.

"Onze rover heeft twee camera's, één gemonteerd op een wendbare arm en de andere op de grijper aan het einde van een andere arm, ", legt ESA-robotica-ingenieur Edmundo Ferreira uit.

"Deze grijper wordt bestuurd met een Sigma 7 forcefeedback-apparaat met zes vrijheidsgraden, waardoor de machinist kan voelen wanneer zijn arm de grond raakt of een steen oppakt. In feite, het apparaat dat bij DLR wordt gebruikt, is de flight spare van het force-feedbackapparaat dat Luca vorig jaar gebruikte, aangepast voor de ruimte door Thales Alenia Space.

"Als het echt in de ruimte wordt gebruikt, 'latentie' - of signaalvertraging - zal zeker een probleem zijn, dus we hebben geëxperimenteerd om te zien hoe gebruikers reageren op toenemende vertragingen tussen een gegeven commando en de reactie van de rover-arm."

Deze test is de laatste in een reeks van steeds uitdagender mens-robot-testcampagnes, gezamenlijk Meteron genoemd - Multifunctioneel End-to-End Robotic Operation Network.

"Ons werk is altijd gericht geweest op het mogelijk maken van operaties op afstand, maar vanwege de COVID-19-pandemie moest ons team werken op afstand oefenen om deze testcampagne mogelijk te maken, " voegt Tomas toe.

"Dus terwijl we online hebben samengewerkt om besturingssoftware te ontwikkelen, meestal heeft slechts één ingenieur tegelijk in het laboratorium gewerkt, met telefonische en online ondersteuning van de rest van ons. Ondertussen werden thuis bedieningsapparaten bediend, om te oefenen met het bedienen van robotsystemen in het lab."

De Interact rover zelf is bezig met upgraden, inclusief de toevoeging van stofbescherming voor zijn armen en elektronica, ter voorbereiding op de Etna-reis van volgend jaar.