원격 제어 (Remote Control)

우주 탐사

METERON

METERON 프로젝트는 달이나 화성 표면에서 로봇 자산을 운영하는데 필요한 새로운 기술을 탐구하기 위해 설계된 일련의 실험:

  • METERON 프로젝트에서는 국제 우주 정거장(ISS)을 미래의 달/화성 궤도 정거장의 아날로그로 활용함.
  • 이 프로젝트는 유럽 우주국(ESA) 산하 인간-로봇 상호작용연구소가 주도하며, 독일 항공우주 연구소(DLR), 미국 항공우주국(NASA), 러시아 우주국(ROSCOSMOS)이 참여함.

2018년, 유럽 우주국(ESA)은 Force Dimension에 우주 환경에서 사용하기 위한 모든 기술적 요구 사항을 충족 할 수 있는 sigma.7 햅틱 장치의 개량형 설계를 제안함:

  • 2019년 여름, 새로운 시그마 햅틱 장치는 Cygnus(Northrop Grumman)와 Dragon(SpaceX) 우주선 모두에 대한 비행 인증을 획득함.
  • 이 햅틱 장치는 ESA에 전달되어 꼼꼼하게 포장된 후, 같은 해 11월 2일 안타레스 로켓에 실려 국제우주정거장(ISS)에 전달됨.

ANALOG-1 비행 실험

ISS(International Space Station)의 Columbus 모듈에 sigma.7을 설치하고 테스트 한 후, 정지궤도 위성군을 통해 지구에 있는 로봇 차량과 햅틱 장치 사이에 인터넷 연결이 이루어졌음:

  • 실험 동안, 두 개의 경량 매니퓰레이터와 카메라 시스템을 갖춘 완전한 로봇 차량이 유럽우주국(ESA) 우주비행사 Luca Parmitano에 의해 원격으로 제어되어 우주에서 1mm 미만의 정밀도로 조작 작업을 수행했음.

우주 비행사들은 사상 처음으로 완벽하게 모의된 달 환경을 탐색하며 암석 샘플을 채취하고, 탐사선의 장비와 지질 환경 사이의 상호 작용 및 접촉력을 우주에서 직접 느낄 수 있었음.

이번 첫 번째 성공적인 시험은 원격 조정 로버가 외계 행성에서 지질 조사를 수행할 수 있는 능력을 평가했음.

미래 임무

ISS에서 우주 비행사들이 무중력 상태에서 촉각 신호를 어떻게 인식하는지 이해하기 위한 실험이 더욱 활발해짐에 따라, 햅틱 장치와 지구에 위치한 로버 매니퓰레이터 간의 92,000km가 넘는 왕복 통신 거리로 인해 발생하는 약 820밀리초의 시간 지연을 처리하여 양방향 제어 문제를 해결하기 위한 새로운 햅틱 렌더링 및 제어 알고리즘이 sigma.7에 개발되고 있음.

우주비행사들이 정교한 손재주가 필요한 작업(예: 조립, 건설)을 쉽고 본능적으로 수행할 수 있도록 촉각 및 제어 조작 기본 요소가 설계될 것임.

향후 실험에는 이탈리아 시칠리아의 에트나 산에서 로버를 작동시키는 것도 포함됨:

  • 이 임무를 통해 로버는 실제 환경에 한 걸음 더 가까워질 것임.

수중 탐사

OceanOne

Stanford Robotics Laboratory에서 개발한 OceanOne은 햅틱 피드백을 제공하는 양손 수중 휴머노이드 로봇으로, 인간 조종사가 고정밀성과 손재주로 바닷속 깊은 곳을 탐험할 수 있는 전례 없는 능력을 제공:

  • 2016년 4월 15일, OceanOne은 DRASSM과 협력하여 지중해 수심 100m에 있는 La Lune 난파선을 탐험하기 위해 Andre Malraux에 탑승 했음.
  • 루이 14세의 기함은 1664년 프랑스 남부 해안에서 20마일 떨어진 이곳에서 침몰했고, 침몰한 이후 수세기 동안 아무도 그 유적지나 그 배가 실었던 수많은 보물과 유물을 탐사하지 않음.
  • 언젠가는 로봇이 인간 다이버에게 너무 위험한 고도로 숙련된 수중 작업을 수행하고 완전히 새로운 해양 탐험 영역을 열 수 있기를 희망 함.

2020년, 항공기 잔해, 잠수함, 난파선, 여객선 등

852m 심해 잠수.

Human Interface

OceanOne의 휴먼 인터페이스는 두 개의 sigma.7 햅틱 장치로 구성되어 있으며, 각각은 이동, 회전 및 힘 피드백 기능을 갖추고 있음:

  • 3D 모니터는 두 로봇의 카메라에서 나오는 입체 이미지를 표시하는데 사용됨.

조종사는 언제든지 로봇을 제어 할 수 있지만, 대부분의 경우 손가락 하나 까딱 할 필요가 없음:

  • 로봇 전체의 센서가 전류와 난류를 측정하여 자동으로 추진기를 작동시켜 로봇을 제자리에 고정함.
  • 몸이 움직이더라도 빠르게 작동하는 모터가 팔을 조정하는 동안 손이 흔들리지 않도록 함.

항해는 센서와 카메라 모두에서 환경에 대한 인식에 의존하며, 이러한 데이터는 OceanOne이 충돌을 방지하는데 도움이 되는 스마트 제어 알고리즘을 통해 실행 됨:

  • 추진기가 충분히 빨리 속도를 늦추지 못한다고 감지하면,  팔로 충격에 대한 통제된 순응으로 빠르게 버틸 수 있으며, 이는 인간형 신체 구조의 장점임.