ناوگان‌های رباتیکی جای خط‌شکن‌های تنها را می‌گیرند

رنسانسی در دنیای اکتشافات فضایی

یک تصور جالب توجه: روزی را ترسیم کنید که ناوگانی از ربات‌ها بر فراز مرتفع‌ترین قله‌های کوهستانی تیتان شناخته‌شده‌ترین قمر مریخ پرواز می‌کنند و با عبور از فراز دشت‌های وسیع مملو از گردوخاک آن وارد دریاچه‌هایی می‌شوند که همواره برای دانش بشری یک راز هیجان‌برانگیز به شمار می‌آمده‌اند. ولفگانگ فینک از محققان برجسته در زمینه فیزیک و اخترشناسی است که همکاری‌های مختلفی با دانشگاه‌ها و مراکز تحقیقاتی جهان دارد. وی که بتازگی همکاری تحقیقاتی وسیعی را با انستیتو فناوری کالیفرنیا در پاسادانا آغاز کرده است، می‌گوید: ما در آستانه تغییر عظیمی در فرآیند اکتشافات سیاره‌ای هستیم و بی‌شک نسل بعدی کاشفان رباتیکی با آنچه که ما هم‌اکنون ساخته‌ایم، تفاوت فاحشی خواهند داشت.

کد خبر: ۲۹۴۳۹۸

وی که اخیرا به عنوان یکی از استادان و مغزهای تصمیم‌گیری در عرصه دانش ریز الکترونیک دانشگاه آریزونا نیز معرفی شده، معتقد است: شیوه‌ای که ما بر اساس آن در دهه‌های آتی به اکتشافات فضایی می‌پردازیم هیچ شباهتی به استراتژی‌های فعلی ندارد.

البته این تنها نظر وی نیست و بسیاری از کارشناسان علوم فضایی بر این باورند که بشر امروزی بتدریج در حال رها کردن نگرش‌های سنتی استفاده از تک‌ربات‌های فضایی و حرکت به سوی مجموعه سیستم‌های رباتیکی چندمنظوره و کم‌هزینه‌ای است که از قابلیت‌های مختلفی همچون هدایت خودکار یا فرمان دادن به سایر ربات‌ها در وضعیت‌های مختلف برخوردار باشند.

فینک و تیم همراهش در انستیتو فناوری کالیفرنیا، سازمان زمین‌شناسی آمریکا و دانشگاه آریزونا هم‌اکنون در حال طراحی نرم‌افزار خودکاری هستند که البته در کنار آن بستر رباتیکی آزمایشی نیز ساخته‌اند که به طرز خیره‌کننده‌ای شرایط موجود در یک جرم فضایی را تقلید کرده و به این ترتیب امکان منحصربه‌فردی همچون بررسی چگونه کار کردن مجزا یا با همکاری یکدیگر چنین سیستم‌های رباتیکی را فراهم می‌کند. این نرم‌افزار به ربات امکان می‌دهد تا به صورت خودکار فکر کند، مشکلات پیش رو و خطرات احتمالی را تشخیص داده و برای بررسی موارد مختلف اولویت‌بندی‌های لازم را انجام دهد.

در حال حاضر اعمال کنترل نیروهای متخصص انسانی بر سیستم‌های رباتیکی که راهی فضا می‌شوند به گونه‌ای است که ابتدا فرمانی خاص برای سیستم کاشف رباتیکی فضایی ارسال شده تا بر اساس آن اقدام شود و در ادامه منتظر می‌مانند تا فرمان ارسالی به مرحله اجرا درآید.

اما یکی از مشکلاتی که برای دانشمندان دردسرساز شده و در عین حال محدودیت‌های زیادی را ایجاد می‌کند، این است که هنگام مواجه شدن با حوادث و شرایط پیش‌بینی نشده، امکان هیچ نوع انعطافی در برنامه از پیش تعیین شده وجود ندارد.

به عنوان مثال زمانی که یک سیستم رباتیکی امروزی در حال عبور از منطقه‌ای خاص از یک جرم بزرگ فضایی است، ممکن است به توده‌هایی نزدیک شود که تا پیش از آن در برنامه‌ریزی‌ها جایی نداشته‌اند یا این‌که به شکاف‌های بزرگی برسند که متان از آنها منتشر می‌شود، اما هیچ برنامه‌ریزی‌ای برای توقف و بررسی محیط ناشناخته وجود ندارد. دانشمندان این محدودیت را ضعفی بزرگ می‌دانند.

فینک در این خصوص می‌گوید: در آینده مجموعه ربات‌ها هستند که به جای تک‌ربات وظیفه دشوار اکتشافات فضایی را به عهده می‌گیرند. این ربات‌ها اطلاعات مختلفی را که هنگام گشتزنی به دست می‌آورند در آن واحد با دیگر هم‌تیمی‌های خود به اشتراک می‌گذارند. این نوع از اکتشافات فضایی ممکن است روزی در مأموریت تیتان یا سایر اجرام فضایی به کار گرفته شود. اکنون پیشنهاداتی درخصوص نوع رسیدن به تیتان یا دیگر اجرام مهم فضایی منظومه شمسی مطرح شده است که عمدتا شامل استفاده از تک‌مدارگرد، تک‌بالون فضایی و سیستم‌های رباتیکی حرکت‌کننده در سطح یا سیستم‌های با قابلیت فرود در دریاچه‌های چنین اجرامی می‌شود.

محقق انستیتو فناوری کالیفرنیا : در آینده مجموعه ربات‌ها هستند که به جای تک‌ربات وظیفه دشوار اکتشافات فضایی را به عهده می‌گیرند

در این سناریوی عملیاتی یک مدارگرد رباتیکی به اطراف تیتان می‌چرخد و این در حالی است که تلاش می‌شود چشم‌انداز کامل و وسیعی از آن تهیه شود. این چشم‌انداز با استفاده از یک دستگاه بالن هوایی یا فضاپیمای رباتیکی به دست می‌آید که بر فراز عرض‌های مختلف تیتان در حال پرواز است. با استفاده از چنین مجموعه‌ای می‌توان تصویری از کوه‌ها، دریاچه‌ها و دره‌های عمیق تیتان به دست آورد، گویی از دریچه چشم یک پرنده نگاه شده است و البته همگان می‌دانند تصویری که از محیط اطراف در مغز پرنده تشکیل می‌شود با تصویر کامل و وسیع است. از سوی دیگر و روی سطح یا دریاچه‌های تیتان، سیستم رباتیکی نیز وظیفه انجام اکتشافات مختلف در درون اعماق و برآمدگی‌های گوناگون آن را دارد. مدارگرد یادشده در ارتباط مستقیم با بالن هوایی بوده و فرمان‌های لازم را برای چگونه ادامه دادن پرواز روی منطقه‌ای خاص صادر می‌کند. به عنوان مثال در این فرمان‌ها به بالن هوایی برای تصویربرداری‌های مختلف یا تنظیم ارتفاع پروازی دستورهای لازم داده می‌شود. تمامی این وضعیت‌ها در حالی ادامه می‌یابد که این بالن هوایی همچنان با چندین سیستم رباتیکی حرکت‌کننده روی سطح جرم فضایی مورد نظر در ارتباط مستقیم است و فرمان‌های لازم را برای نزدیک شدن به منطقه‌ای که بالن هوایی زیرنظر داشته، صادر می‌کند. در حقیقت می‌توان این‌گونه تصور کرد که این مدارگرد همچون قلب تپنده ارتباطی تمامی این مجموعه ناوگان رباتیکی است.

به عقیده فینک، این نوع از اکتشافات فضایی را می‌توان رنسانسی در این زمینه عنوان کرد. در این نگرش جدید به گروهی از ربات‌های فضایی فرمان داده می‌شود که با همکاری یکدیگر در فضا مأموریت از پیش تعیین شده‌ای را به سرانجام برسانند که ممکن است اتفاقات ناگهانی متعددی هنگام انجام آن روی دهد.

در این فرآیند ممکن است یکی از سیستم‌های رباتیکی حرکت‌کننده روی سطح از مشاهده صخره‌هایی صاف در ناحیه‌ای خاص خبر دهد و این در حالی است که فضاپیما یا مدارگرد بلافاصله با دریافت این اطلاعات و انجام بررسی‌های بیشتر، این ناحیه صاف را بستر رودخانه خشک شده‌ای عنوان کنند. در حال حاضر چنین همکاری‌ای آن هم در این سطح فوق‌العاده در خصوص انجام مأموریت‌های فضایی از جمله مأموریت مریخ‌نوردهای روح و فرصت دیده نمی‌شود. به همین دلیل همواره باید درخصوص مسیری که در پیش رو دارند نگران بود. نکته مهم در این میان، تلاش برای دستیابی به ربات‌هایی است که قابلیت هدایت دیگر سیستم‌های رباتیکی را داشته باشند.

دانشمندان از هم‌اکنون روزی را متصور می‌شوند که ناوگانی از ربات‌های کوچک و بزرگ راهی فضا شده و در حکم چشم، گوش، بازو و پاهای بشر در محیط‌های مختلف یک جرم فضایی همچون تیتان به کشفیات مختلفی مشغول شوند. این ناوگان رباتیکی باید این قابلیت را داشته باشد که بدون نیاز به حضور نیروهای انسانی، نسبت به هر گونه تغییرات محیطی و رویارویی با حوادث ناگهانی قدرت تصمیم‌گیری داشته باشند. در صورتی‌که چنین تصویری به واقعیت عینی تبدیل شود به نظر می‌رسد دیگر نیازی به بررسی امکان اعزام فضانوردان به مأموریت‌های طولانی‌مدت و چند ساله فضایی نخواهد بود. صرفه‌جویی‌های مالی که در این خصوص صورت می‌گیرد نیز انگیزه‌ای بزرگ برای دانشمندانی نظیر فینک شده تا با پشتکار بیشتری روی این پروژه کار کنند.