Зачем в космосе нужны роботы-аватары

Какая самая бесполезная деталь у робота в открытом космосе? Что за механический кентавр будет рассекать по Луне? Через какие испытания проходят "киберы", прежде чем получить допуск на орбиту?

Космическая робототехника стремительно набирает обороты. О ее перспективах конструкторы, инженеры, космонавты говорили за круглым столом в ЦПК им. Ю.А. Гагарина в Звездном городке. Отправной точкой стали итоги работы на МКС первого российского робота-аватара "Федор" (или, как его еще назвали, Skybot F-850), созданного НПО "Андроидная техника" вместе с Фондом перспективных исследований.

Напомним, "Федор" полетел на орбиту в рамках тестового запуска модернизированного корабля "Союз МС-14" и ракеты-носителя "Союз‑2.1а". Людей на борту не было. Пришлось скучать в качестве одинокой "полезной нагрузки".

На самой станции не обошлось без приключений. И корабль причалил со второй попытки. И аватара удалось подключить не сразу. Но на то он и эксперимент, чтобы все проверить и отточить...

"Федор" неплохо орудовал дрелью, отверткой. И даже собрал из деталей электрическую конструкцию, для чего соединял контакты и разъемы. А еще подавал полотенце. У робота 42 степени подвижности: головы, шеи, плеч, локтей, кистей и пальцев рук. В невесомости отрабатывалась в основном мелкая моторика.

На расстоянии андроидом управлял космонавт Александр Скворцов. На него был надет специальный экзоскелет, который позволяет аватару повторять движения человека. Официально такой костюм называется ЗУКТ: расшифровывается как "задающее устройство копирующего типа". Другой наш космонавт - Алексей Овчинин - следил за тем, что делает "Федор". Разговаривал с ним.

"Сегодня провели серию работ с бортовыми инструментами, которые могут понадобиться для внекорабельной деятельности. Работа с электродрелью проходила под постоянным контролем Алексея Николаевича Овчинина", - это одна из записей в "Твиттере" Skybot F-850.

Поскольку это был научный эксперимент, все строго фиксировалось. Так, Овчинин потратил на работу с аватаром 29,5 часа, Скворцов - 28 часов. Сейчас результаты анализируются. Надо сказать, что "Федор" в космос больше не полетит. По крайней мере, в таком виде, в каком он есть. Полетят, как выразился исполнительный директор Роскосмоса по перспективным программам и науке Александр Блошенко, "дети Федора".

Конструкторы уже создают специального робота для решения задач в открытом космосе. Проект называется "Теледроид". Кстати, специалисты шутят: самая бесполезная деталь у "механика", которому придется работать за бортом станции - ноги. Поэтому "Теледроида" инженеры наделили торсом человека лишь с руками. Такой робот предназначен для эксплуатации на внешней поверхности Научно-энергетического модуля Международной космической станции. Запуск модуля планируется в 2022 году. А облик звездного работяги должен быть сформирован к марту - апрелю 2020‑го.

ЦУП говорит: "Возьми ключ на 14". Я взял, а когда подошел к системе, понял: ключ другой должен быть. Робот выполнил бы мое задание с ключом на 14?

В продолжение эксперимента "Испытатель", аналогичные "Федору" роботы полетят на новом пилотируемом корабле "Орел" сначала в автономный полет по орбите вокруг Земли, а затем на МКС. В 2036-2040 годах планируется создание совершенно нового человекоподобного робота - в рамках проекта "Испытатель 2.0". И его отправка на российскую лунную базу. До этого, в 2031-2035 годах, на Луну предлагается запустить своеобразного "кентавра" - робота с человекоподобной верхней частью и шасси вместо ног. Этот проект получил название "Ровер‑АТ".

В 2031-2035 годах предлагается реализовать второй этап работ в рамках проекта "Теледроид": "Теледроид 2.0" будет предназначен для работы на поверхности окололунной станции.

Некоторые ученые утверждают: в космосе вообще должны работать только автоматы, совершенно незачем рисковать человеком. Но вот один из космонавтов как-то рассказал: "При выходе в открытый космос требовалось что-то заменить. ЦУП говорит: "Возьми ключ на 14". Я взял, а когда подошел к системе, понял: ключ другой должен быть. Робот выполнил бы мое задание с ключом на 14? Нет. А я выполнил". Получается, роботы могут не все?

Действительно, пока не могут быть созданы роботы с развитым искусственным интеллектом, полностью заменяющие человека во всех ситуациях в космосе. Да и не только там, - говорят специалисты. Тем не менее во многих случаях альтернативы роботам в космосе просто нет. Прежде всего это касается таких опасных и трудоемких вещей, как, например, обслуживание в ближайшем будущем космических ядерных энергоустановок. А строительно-монтажные работы по созданию лунных и напланетных баз? А исследования астероидов и удаленных планет?..

Но при этом роботы будут управляться или контролироваться человеком. Поэтому сейчас ведутся активные работы в направлении совершенствования интерфейсов "робот-человек", а также адаптивного автономного поведения роботов, группового взаимодействия роботов между собой.

Конструкторы практически едины во мнении: наиболее универсальными машинами для выполнения сложных операций в околоземном космосе, на Луне и других планетах будут именно человекоподобные аватары.

В любом случае, прежде чем отправиться на орбиту, каждый "механический космонавт" должен пройти самые серьезные испытания: термовакуумные, на вибропрочность и радиационную стойкость, электромагнитную совместимость...

В общем, все как у людей. А может, еще сложнее.

Инфографика "РГ" / Антон Переплетчиков / Наталья Ячменникова

Прямая речь

Евгений Дудоров, исполнительный директор НПО "Андроидная техника":

- В Центре подготовки космонавтов мы представили некий взгляд на развитие технологий космической робототехники на перспективу примерно до 2050 года. Предварительную дорожную карту. Сейчас формируем концепцию, где будет уже подробно описано, что и как мы видим. Но это наш, сугубо инженерный взгляд. Будем подключать ряд компаний, разработчиков по робототехнике и космическим аппаратам, чтобы мы находились в едином тандеме.

До 90 процентов всех операций, которые выполняет космонавт за бортом станции, могут быть выполнены роботом в режиме копирования, управления с пульта или автономно. Первый образец космического транспортно-технологического робота разработан в проекте "Косморобот". Первые образцы антропоморфных роботов космического назначения появятся в двух проектах - "Теледроид" и "Испытатель". Технические задания уже разработаны, подписаны РКК "Энергия" и "ЦНИИмашем". Согласованы с "Роскосмосом".

Естественно, с "Роскосмосом" будем согласовывать и саму концепцию. Скорее всего, специалисты отрасли что-то свое добавят или скорректирует. Почему? Мы видим развитие робототехники, ее применение на околоземной орбите, на Луне и Марсе. Что касается исследования планет, то там много разных задач: связанных с добычей полезных ископаемых, постройкой различных модулей, обслуживанием и т.п. Мы все это должны прописать. Согласовать, каким образом, на чем будет доставляться робототехника. Если говорить конкретно о Луне, то очень важно даже то, в какой части Луны эти устройства будут использоваться.

Скажите, из каких материалов будут делаться роботы для открытого космоса?

- Металлические изделия в основном из алюминия определенных марок. Если это пластиковые изделия - то там, как правило, применяется Ultem. Двигатели мы сейчас свои разработали, и будем как раз сертифицировать для применения в космосе. В номенклатуре будет порядка 3 тысяч различных элементов. Это всевозможные винтики, провода, электронные платы и т.д.