Robot điều khiển từ xa có thể giúp con người khám phá Mặt trăng và Sao Hỏa

Các nhà nghiên cứu tại phòng thí nghiệm robot của Đại học Bristol (Anh), đã thử nghiệm hệ thống điều khiển từ xa mới tại Trung tâm Ứng dụng Vũ trụ và Viễn thông Châu Âu (ESA) ở Harwell, Oxfordshire. Bằng cách điều khiển một mô phỏng ảo của chiếc xe tự hành, họ có thể thao tác cánh tay robot để đào một mẫu đất giả trên Mặt trăng (gọi là simulant).

Quy trình này loại bỏ sự cần thiết của việc sử dụng camera, vốn thường gặp độ trễ tín hiệu do thời gian truyền từ Trái đất đến Mặt trăng là 1,3 giây. Trong tương lai, các tín hiệu giữa các nhà điều khiển và các nhiệm vụ robot trên Mặt trăng có thể được truyền qua các vệ tinh thuộc dự án Moonlight của ESA.

Các xe tự hành trên mặt trăng trong tương lai có thể được điều khiển từ xa từ Trái Đất. (Nguồn hình ảnh: NASA/Daniel Rutter)

"Việc mô phỏng này có thể giúp chúng ta vận hành robot trên Mặt trăng từ xa mà không gặp vấn đề về độ trễ tín hiệu" - Joe Louca, nhà nghiên cứu của Bristol cho biết.

Mô phỏng ảo này còn tích hợp tương tác "haptic" - nghĩa là nó mang lại cho người sử dụng cảm giác chạm, mô phỏng các thuộc tính xúc giác của đất trên Mặt trăng trong điều kiện trọng lực thấp. Điều này giúp các nhà điều khiển có thể cảm nhận được lực cần sử dụng khi đào đất hoặc khi lấy mẫu. Cho đến nay, tương tác haptic chỉ được áp dụng trong các nhiệm vụ cơ bản như nhấn đất xuống hoặc kéo xẻng qua đó, chứ chưa được sử dụng cho các nhiệm vụ phức tạp hơn.

"Chúng tôi có thể điều chỉnh lực hấp dẫn trong mô hình này và cung cấp phản hồi haptic, giúp các phi hành gia có cảm giác về cách bụi Mặt trăng sẽ phản ứng trong điều kiện trọng lực thấp – chỉ bằng một phần sáu so với lực hấp dẫn trên Trái đất" - Louca cho biết.

Hệ thống này cũng có thể được sử dụng để huấn luyện các phi hành gia có khả năng sẽ đến Mặt trăng, giúp họ có sự mô phỏng thực tế về những gì họ sẽ gặp phải.

Đội ngũ của Louca đã định lượng được hiệu quả và độ tin cậy của hệ thống ảo của họ, khi phát hiện rằng hệ thống này hoạt động hiệu quả 100% khi lấy mẫu đất simulant và đáng tin cậy 92,5% khi vận hành.

Mặc dù được thiết kế cho Mặt trăng, nhưng về nguyên tắc, các kỹ thuật điều khiển từ xa tương tự cũng có thể được sử dụng cho các nhiệm vụ trên Sao Hỏa. Điều này đặc biệt hữu ích cho nhiệm vụ lấy các ống mẫu từ xe tự hành và nạp chúng vào một phương tiện khác để đưa các mẫu này quay về Trái đất.

Vì ngân sách và thời gian của dự án đưa mẫu từ Sao Hỏa về Trái đất của NASA đã vượt quá dự kiến, cơ quan vũ trụ này đã yêu cầu ngành công nghiệp hỗ trợ phát triển giải pháp. Rocket Lab đã giành được hợp đồng nghiên cứu chi tiết về giải pháp lấy mẫu từ xe tự hành Perseverance, mặc dù có thể vẫn còn quá sớm để nói đến thành công. Tuy nhiên, các nhiệm vụ đưa mẫu từ Mặt trăng, Sao Hỏa và các thiên thể khác như tiểu hành tinh đều có thể hưởng lợi từ điều khiển từ xa trong tương lai.

"Trong thập kỷ tới, chúng ta sẽ chứng kiến nhiều sứ mệnh có người và không người lái tới Mặt trăng, như chương trình Artemis của NASA và chương trình Chang'e của Trung Quốc," Louca nói. "Việc mô phỏng này có thể là công cụ quý giá hỗ trợ chuẩn bị hoặc vận hành cho các nhiệm vụ này".

Hồng Minh (Theo Space)