Заявка на проведение космического эксперимента на

ЗАЯВКА
НА ПРОВЕДЕНИЕ КОСМИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА НА
РОССИЙСКОМ СЕГМЕНТЕ МКС
1.
Полное наименование КЭ и его шифр:
«Исследование
возможностей
использования
дистанционно-управляемого
антропоморфного робота для операционной поддержки деятельности космонавтов в
условиях орбитального полета» (шифр «Теледроид»)
2.
Полное наименование и реквизиты организации – постановщика КЭ:
ФГУП "Центральный научно-исследовательский институт машиностроения", 141070, г.
Королёв, Московская область, ул. Пионерская, 4
3.
Наименование направления НПИ, к которому заявитель относит свой КЭ:
"Технологии освоения космического пространства"
4.
Данные о научном руководителе КЭ:
Головко Анатолий Всеволодович, ФГУП ЦНИИмаш, заместитель
директора, начальник центра системного проектирования (ЦСП)
5.
генерального
Ответственный исполнитель в организации – постановщике:
Гребенщиков Александр Владимирович, ФГУП ЦНИИмаш, начальник лаборатории.
141070, г. Королев, Московская область, ул. Пионерская, д. 4
5.
Участники КЭ (реквизиты организаций: почтовый адрес, телефон, факс, адрес
электронной почты):
1)
ОАО «НПО «Андроидная техника»123317, г. Москва, ул. Тестовская, д.10;
2)
ФГБУ «НИИ ЦПК им. Ю.А.Гагарина», 141160, Московская обл., Звездный
городок;
3)
ОАО РКК «Энергия» им. С.П.Королёва, 141070, Московская. обл,, г. Королёв, ул.
Ленина, 4а;
4)
DFKI GmbH, Robotics Innovation Center, 28359, г. Бремен, Германия.
6.
Предполагаемые сроки проведения КЭ:
7.
Краткое описание КЭ:
2013 - 2016 г.г.
Целью проведения КЭ является апробация технологий телеуправления
копирующим антропоморфным роботом при выполнении им операций на борту
орбитальной станции и взаимодействия его с космонавтами при осуществлении
совместной внутри- и- внекорабельной деятельности.
Использование роботов-манипуляторов в космосе является актуальной и чрезвычайно
1
важной задачей. В настоящее время робототехнические манипуляторы классического
типа широко применяются при выполнении транспортных операций с грузами на
орбитальной станции. В то же время развертывание и обслуживание перспективной
космической инфраструктуры (ПКИ), включая задачи проведения научно-технических
экспериментов на орбитальных станциях нового поколения (ОСНП), обслуживания КА
на околоземных, высоких и геостационарных орбитах, а также обслуживание в будущем
биологических и других систем на напланетных (лунных) базах, потребуют от роботов
выполнения «тонких» технологических операций. Поэтому, когда необходимо
обеспечить выполнение небольших по амплитуде, но точных манипуляций, аналогичных
естественным движениям пальцев рук человека, целесообразно использовать
антропоморфные робототехнические системы с дистанционным управлением
копирующего типа. Для отработки технологии телеуправления такими роботами при
выполнении вышеперечисленных задач необходимо проведение космического
эксперимента (КЭ) на борту РС МКС с использованием антропоморфного робота, что
позволит наиболее полно учесть влияние всех факторов космического полёта
на
процессы управления роботом и взаимодействие его с космонавтом при осуществлении
совместной внутри-и- внекорабельной деятельности.
Для проведения КЭ предлагается использовать имеющийся задел в виде российского
дистанционно- управляемого антропоморфного робота SAR-400 разработки ОАО «НПО
«Андроидная техника», модернизированный для работы в условиях космического
пространства. Необходимые исследования в этом направлении выполнены в НИР [1].
В ходе КЭ будут решаться следующие задачи:
1) Отработка технологий телеуправления копирующим антропоморфным роботом с
помощью экзоскелета оператором, находящимся как на борту РС МКС, так и на Земле.
2) Исследование возможностей выполнения роботом операций внутри-ивнекорабельной деятельности с использованием штатных бортовых инструментов.
3) Отработка процессов взаимодействия робота с космонавтами при совместном
выполнении операций внутрикорабельной и внекорабельной деятельности.
4) Определение особенностей и перспектив практического применения
телеуправляемого антропоморфного робота для выполнения операционной,
информационной и психологической поддержки деятельности экипажа в условиях
орбитального полёта на борту РС МКС.
Космический эксперимент будет проводиться в три этапа:
1-ый этап - отработка каналов телеуправления с использованием наземного
прототипа робота и системы управления (совместно с DFKI), а также изготовление
аппаратуры робота;
2-ой этап - лётная отработка с использованием созданного лётного образца робота,
установленного внутри РС МКС;
3-ий этап - лётная отработка с использованием созданного лётного образца робота,
установленного снаружи РС МКС.
В ходе летной части КЭ будут исследоваться возможности выполнения роботом
2
операций с использованием штатных инструментов и отрабатываться взаимодействие
робота с космонавтами при выполнении внутри-и-внекорабельной деятельности как при
управлении с борта станции, так и с Земли. Будут исследованы также возможности
операторов на борту РС МКС по управлению роботом в условиях невесомости при
выполнении операций с использованием разработанной копирующей системы
управления.
В ходе КЭ предполагается также исследовать возможности и перспективы
использования антропоморфных роботов андроидного типа для информационной и
психологической поддержки экипажей в условиях длительного космического полета с
помощью интерактивного аудиовизуального взаимодействия робота с человеком.
Разработка и внедрение в космической технике
антропоморфных
робототехнических систем позволит создать инновационную базовою технологию для
освоения ближнего и дальнего космоса, отличающуюся многофункциональностью за счет
широкого перечня выполняемых такими роботами операций и возможности
использования их как на пилотируемых, так и на автоматических КА. Создание
антропоморфных роботов, выполняющих функции помощника человека, будет иметь
также большой социальный эффект.
По тематике предлагаемого КЭ имеются следующие публикации:
“Разработка предложений по исследованию потребностей и возможностей
использования антропоморфных роботов для обеспечения поддержки внутри- и
внекорабельной деятельности членов экипажа РС МКС. Разработка предложений по
составу, предварительным требованиям, техническим характеристикам и проектному
облику космической робототехнической системы антропоморфного типа для
автоматизации процессов обслуживания пилотируемой космической инфраструктуры,
включая выполнение сборочных работ и проведение научных экспериментов». ФГБУ
НИИ ЦПК им. Ю.А.Гагарина, НТО по НИР “Андронавт”, 2011 г.
1.
ПЕРСПЕКТИВЫ СОЗДАНИЯ АНТРОПОМОРФНЫХ
РОБОТОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ ДЛЯ РАБОТЫ В КОСМОСЕ. А.А.Богданов, И.М.
Кутлубаев, В.Б. Сычков, ж. «Пилотируемые полёты в космос», №3, июнь 2012 г.
2.
3.
Публикации в электронных СМИ:
http://new.tsniimash.ru/main.php?id=3&nid=493
http://www.dailytechinfo.org/space/3414-sar-400-pervyy-rossiyskiy-robot-android-dlya-rabotyv-kosmose.html
http://themoscownews.com/business/20120423/189659195.html
http://rbth.ru/articles/2012/03/14/russian_android_to_fly_into_space_in_2014_15059.html
http://www.nanonewsnet.ru/news/2012/sar-400-pervyi-rossiiskii-robot-android-dlya-raboty-vkosmose
3