Главная страница

Мы в соцсетях











Песни родной Сербии







.......................




/24.11.2005/

Марсоход «Кентаур»



     

      Ко овлаш погледа фотографију на овој страни, може помислити да је на њој приказан амерички марсоход допремљен на Марс 4. јуна 1997. године. Сличност је запањујућа! Ипак, ћирилични натпис «Кентаур» на апарату сместа изазива многобројна питања. Ништа мању загонетку представља и прилична старост снимка – начињен је пре више од 20 година!

     

      Да бисмо одгонетнули тајну старог снимка пренећемо се у 1970. годину. На површину Месеца је допремљена совјетска покретна аутоматска лабораторија «Луноход-I». То је представљало почетак нове етапе свемирских истраживања.

      Потреба за применом покретних планетних комплекса јавила се приликом егзобиолошких истраживања да би се обезбедио излазак ван граница зоне око дела свемирског брода који се спушта на планету, загађене органским остацима продуката сагоревања моторног горива. Тај задатак је решив уз коришћење апарата релативно мале величине. Међутим, да би се приближили објектима на површини планете који нас занимају у случајевима када прецизно слетање у њихову непосредну близину није могуће, а такође за извођење циљаног проучавања опширних зона, уз очување свих предности додира са проучаваном површином, били су потребни крупнији покретни апарати.

      Успех лунохода покренуо је развој покретних робота за истраживање Марса, при чему се претпостављало да се марсоходи неће битно разликовати од својих претходника. Али, показало се да је тај задатак начелно нов са становишта управљања кретањем.

      Управљање луноходом је са Земље вршила посебно обучена посада коју су чинили командир, возач, навигатор, инжењер летач и оператер јако усмерене антене. Кашњење управљајућих сигнала узимајући у обзир трајање обраде приспелих података и синтезе управљајућих наредби износило је 4-6 секунди, што је заједно с ниском резолуцијом преношених телевизијских слика посади већ стварало одређене потешкоће. До критичних ситуација које захтевају да луноход крене натраг долазило је у просеку 16 пута на километар пређеног пута.

      За радио-линију Марс – Земља кашњење може износити од неколико минута до неколико десетина минута, зависно од међусобног положаја планета на њиховим путањама. Озбиљну препреку представљало је и кратко раздобље радио-видљивости и недовољна пропусна моћ канала везе. У тим условима успех читаве мисије зависи од способности робота да активно функционише током дужег времена без исцрпних налога са Земље.

      Тако је током развоја космичких истраживања постављен задатак стварања аутономних уређаја (робота) способних да се циљано крећу по пределу сложеног рељефа, да препознају препреке и обилазе их, притом незнатно одступајући од раније одабране путање. Такав робот је већ требало да поседује не само системе за прикупљање и обраду података, већ и прилично сложен систем планирања с елементима вештачког интелекта.

      Средином 70-их година су развијене теоретске основе изградње аутономних система управљања кретањем планетохода, створени су одговарајући алгоритми и пакет рачунарских програма, извршено њихово испитивање методама математичког моделирања.

      Неопходно је било да се њихова радна способност потврди у стварном физичком свету. У ту сврху је и направљен интегрални робот «Кентаур».

      Роботом је управљао рачунарски комплекс М-6000. Веза са рачунаром и изворима напајања остварена је путем кабла. Синтеза система управљања кретањем извршена је у складу с начелом променљиве хијерархије. Рад управљајућег рачунара М-6000 који представља машину узастопног типа дејства и има строго хијерархијски систем организације, уз помоћ програмских механизама је тако преуређен да редослед позива програма и њихов ранг у хијерархијској структури нису били унапред одређени, већ их је диктирао ток садејства робота са средином у процесу циљаног кретања.

      Стајни трап је имао формулу точкова – 6х6. Електрични погон сваког точка имао је индивидуални електромотор једносмерне струје, планетни редуктор и механичку кочницу с електромагнетским управљањем, уграђене у главчине точкова. Димензије стајног трапа у плану – 0,9х0,7 м. То јест, «Кентаур» је представљао макету (коефицијент смањења 1:3) колско-корачајуће машине пројектоване за истраживање Марса.

      Навигациони систем апарата састојао се из жироскопског система оријентације, укључујући и жироскоп за правац и жироскопску вертикалу с клатненим кориговањем, и система збрајања преваљеног пута с одометром у виду седмог слободног точка чије вешање је омогућавало његово кретање без одвајања од подлоге у свакој допуштеној еволуцији робота.

      Подаци о спољној средини пристизали су од система за осматрање и информисање заснованог на ласерском фазно импулсном скенирајућем мерачу растојања, и тактилном систему изграђеном уз коришћење контактних микропрекидача и гибљивих осетљивих елемената. Зону осматрања ласерског мерача чинили су сектор с углом откривања 60 степени водоравно и сектор с углом откривања 110 степени у усправној равни. Максимална мерљива даљина износила је до 7 м; број мерних тачака у зони осматрања – око 500. Робот је био додатно опремљен телевизијском камером која се користила за контролу видљиве зоне или у режиму даљинског управљања.

      Заштиту мотора од преоптерећења и прегревања обезбеђивао је блок за мерење и ограничавање струје. Блок аутоматике стајног трапа управљао је погонима точкова по командама рачунара. Скретање је вршено обртањем точкова леве и десне стране у супротним смеровима.

      Испитивање робота вршено је на полигону који је имитирао површину Марса: на њему је било јама, ескарпи, пукотина и камења, као и дужих падина и практично свих благих промена површине. Управо је на том полигону и начињен снимак с почетка чланка. Током испитивања је проверавана способност робота да постигне задате циљеве у различитим режимима кретања: крени-стани – уз осматрање и доношење одлука током заустављања (10-15 секунди), у непрекидном – уз коришћење система за осматрање и информисање у својству једнолинијског оптичког одбојника (56 мерних тачака), или «слепом» методом уз идентификовање препрека помоћу тактилног система.

      На полигону су потпуно и свестрано проверени алгоритми опажања и изградње локалног модела проблемске средине, планирања и управљања кретањем у сложеним околностима с великим бројем препрека по јединици површине. Испитивања су показала да систем управљања обезбеђује поуздано одређивање опасних зона на рељефу сваке врсте, изградњу и извођење путања њиховог обилажења и на крају крајева постизање задатих циљева без настанка критичних ситуација. Укупна дужина пређеног пута на полигону износила је 2,5 км.

      Проучавање понашања робота у критичним ситуацијама због крајње ниске учестаности њиховог настанка било је могуће тек после њиховог вештачког стварања. Систем управљања је и поред сурове методике испитивања по правилу проналазио оптималне путеве изласка из критичних ситуација без учешћа човека-оператера. Није забележен ниједан удес (пад са стрмине, превртање, заглављивање међу камењем).

      Уз одсуство пукотина и јама (предео типа «кршевита пустиња» с ретким камењем) у довољној мери се показао делотворним и непрекидан режим кретања с оптичким одбојником. «Слепа» метода, како се и очекивало, није омогућила поуздано решавање задатака постављених пред роботом.

      Испитивања су у целини показала високу делотворност предложених метода и алгоритама управљања и потврдила исправност одабраног правца истраживања.

      Дакле, робот «Кентаур» је створен за теренска истраживања. И он је свој задатак извршио. Снимци тог робота нису доспели на прве странице новина, али је о резултатима истраживања извештавано на савезним саветовањима и међународним конференцијама о робототехници и вештачком интелекту, на међународним симпозијумима о космичким истраживањима и аутоматском управљању у простору. Снимљен је филм који су могли видети не само совјетски већ и страни стручњаци. Може се рећи да су робот «Кентаур», његов спољни изглед и унутрашњи садржај заувек ушли у светску базу знања. И уопште не чуди што се показало да амерички марсоход тако личи на свог руског сабрата који је од њега 20 година старији. И наравно, жалосно је што су вишекратни покушаји Совјетског Савеза и потом Русије да се покретни комплекси допреме на површину Марса и Фобоса, завршени неуспехом. Али, то је већ сасвим друга прича.

     

      www.computer-museum.ru

     


 

Loading...

Косовский фронт