NASA's autonome Assembler-Roboter bauen Mondhabitate

In-Space und Planetenoberflächen-Assembly für menschliche Exploration

In-Space- und Planetenoberflächen-Assembly für menschliche Exploration ist eine herausfordernde Domäne, die diverse technologische Schubbereiche umfasst, um bemissionen zu unterstützen. NASA entwickelt autonome Assembler-Agenten, um Strukturen wie Habitate und Antennen auf dem Mond zu bauen. Diese modularen und rekonfigurierbaren Assembler-Roboter werden robotische Assembly von Strukturen bereitstellen – sogar an Orten, die ständige menschliche Überwachung und Teleoperation verbieten.

Assembler-Systemarchitektur

Assembler sind ein Team modularer Roboter, die zusammenarbeiten, um Dinge zu bauen. Jeder Assembler ist ein Stapel von einem oder mehreren Stewart-Plattformen (Hexapods), bestehend aus zwei Platten, die durch sechs lineare Aktuatoren für Bewegung verbunden sind – was eine volle sechs-Grad-Freiheit-Pose der oberen Platte relativ zur unteren ermöglicht. Ein Endeffektor an jedem Assembler ermöglicht Greifen, Heben und Schweißen/Verbinden. Die Assembler-Systemarchitektur bietet neuartige Steuerungsalgorithmen und Software, Sensoren und Kommunikationstechnologie, die Operationen von Assembler-Teams koordinieren. Das Steuerungssystem umfasst ein wichtiges Modul für Task Management, das schätzt, wie viele Roboter benötigt werden, die optimale Anzahl Hexapods pro Assembler und die benötigte Spannung.

Es gibt auch Module für Trajektoriengenerierung, Gelenksteuerung, Sensorfusion und Fehlererkennung. Das neuartige Steuerungssystem leitet Assembler-Operationen für hohe Genauigkeit und Präzision, doch es gibt eingebaute dynamische Resilienz gegen Ausfälle. Beispiel: Fällt ein einzelner Hexapod eines Assemblers aus, betrachtet das System ihn als starr in seiner letzten Pose und verteilt die Arbeit auf die anderen Assembler. Das Bild zeigt ein Storyboard der Operationen, wie Assembler ein Solar-Array bauen könnten. NASA hat eine Hardware-Demo mit Kommunikation zwischen Subsystemen entwickelt, unterstützt durch detaillierte Simulationen der Kinematik und Aktuatordynamik.

Im Vergleich zu existierenden Kurzreichweiten-/High-Accuracy- und Langreichweiten-/Low-Accuracy-Assembly-Robotern bieten Assembler sowohl Lang- als auch Kurreichweitenfähigkeit mit Genauigkeit und Präzision. Die Technologie baut auf jüngsten Fortschritten in leichten Materialien, State Estimation, moderner Control Theory und Machine Learning auf. Dieses System ist fähig, strukturelle Assembly-Aufgaben zu planen, zu rekonfigurieren und auszuführen; Konstruktion zu bewerten; und Assembly-Fehler bei Bedarf zu korrigieren.

Schätzungen zeigen, dass Assembler 5- bis 15-jährige Missionslaufzeit ermöglichen. Anwendungen umfassen Fertigung von Strukturen im Orbit oder auf der Mondoberfläche: Habitate, Power Trusses, Wissenschaftsausrüstung, Teleskopstützen, Tankstellen, Aeroshells, Antennen, Schwerkraft-Generatoren, Solar-Arrays sowie fortschrittliche industrielle Fertigung und Assembly.

NASA sucht aktiv Lizenznehmer zur Kommerzialisierung dieser Technologie. Kontakt: NASA's Licensing Concierge (E-Mail geschützt, JS nötig) oder Tel. 202-358-7432. Weitere Infos hier.