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viernes, 7 de septiembre de 2012

Tres formas de conducción para viajar por Marte


Un robot en otro planeta no puede avanzar teledirigido desde la Tierra, en tiempo real, ya que la señal tarda varios minutos en ir y otros tantos en volver. Así que tiene que apañárselas por si solo. El plan para el laboratorio rodante Curiosity, que llegó hace un mes a Marte y que inició su primer recorrido la semana pasada, es desplazarse varios kilómetros durante al menos dos años y allí no hay sistema GPS, no puede esperar ayuda de mecánicos si sufre un accidente o una avería catastrófica y, además, sus equipos, por ejemplo los ordenadores, son limitados en comparación con los artefactos que se usan en casa, en la Tierra, porque deben soportar las duras condiciones del espacio.
Los técnicos comprueban el avance de las ruedas del Curiosity antes de su lanzamiento. / NASA/JPL-CALTECH
¿Cómo va equipado el Curiosity para rodar por Marte? El vehículo, de 900 kilos y el tamaño de un coche pequeño, lleva seis ruedas (de medio metro de diámetro) de aluminio con motores independientes. Su velocidad máxima será de cuatro centímetros por segundo. Para las operaciones cuenta con 12 cámaras (de 250 gramos cada una) llamadas de ingeniería: unas son de navegación y están situadas en el mástil, a casi dos metros de altura sobre el suelo, y otras son de detección de obstáculos, situadas en la parte baja del vehículo. Todas ellas son sistemas dobles (para obtener visión estéreo, tridimensional) y envían los datos al ordenador principal y al de reserva, proporcionando la información necesaria tanto al software de navegación autónoma como a los encargados de control de la misión en el Jet Propulsion Laboratory (JPL, en California).
De los desplazamientos del vehículo se encargan los conductores (drivers), expertos del JPL que planifican cada operación y preparan las órdenes que se envían al robot para que se mueva.
El Curiosity incorpora para su movilidad, explica la NASA, la experiencia adquirida con sus predecesores en Marte (el pequeño Sojourner y los gemelos Spirit y Opportunity) y tiene tres modos de navegación: a ciegas, evitando obstáculos o con odometría visual. En el primer caso, los conductores, conociendo el lugar por las imágenes recibidas antes, y si no ven peligro alguno, ordenan al vehículo avanzar una cierta distancia en una cierta dirección y éste se mueve calculando exclusivamente el recorrido que va haciendo por la rotación de sus ruedas.
El robot toma fotos, se para y las analiza antes de seguir rodando
Cuando los conductores no están seguros de que el camino está absolutamente despejado de obstáculos, pueden pasar al segundo modo de avance. El ordenador de a bordo analiza las imágenes que van tomando las cámaras de navegación (al ser tridimensionales permiten determinar el relieve la distancia y el tamaño de los obstáculos). Este modo de conducción exige al Curiosity detenerse cada poco para tomar nuevas imágenes y analizarlas antes de seguir avanzando. Los conductores pueden determinar de antemano variables como cuando debe el robot pararse a ver imágenes nuevas, qué cámaras utilizar y que tipo de decisión debe tomar cuando identifica un obstáculo: rodearlo o quedarse quieto hasta que reciba nuevas instrucciones, explican los ingenieros de la NASA.
Todavía hay una tercera opción —en realidad una capacidad añadida al segundo modo de navegación— que es la odometría visual. El Curiosityen este caso apuntará hacia el lateral sus cámaras y tomará fotos del paisaje a intervalos fijos. El ordenador reconoce los rasgos principales y, utilizándolos como referencia, calcula la distancia recorrida entre una imagen y otra. Cualquier desfase entre esta distancia estimada por odometría visual y la calculada por la rotación de las ruedas, indicará que el vehículo patina.
Se le envían cada día las órdenes de lo que debe hacer en la jornada
Las cámaras de navegación, las que van en el mástil, tienen una longitud focal equivalente a un objetivo de 37 milímetros de una cámara convencional y enfocan desde medio metro hasta infinito. Los cuatro pares de cámaras de detección de obstáculos llevan objetivos de ojo de pez y se encargan de vigilar la presencia de accidentes del terreno en el sentido de la marcha.
El plan de trabajo, explica el jefe científico de la misión John Grotzinger, es similar a los de los todoterreno marciano anteriores. Se planifica cada jornada partiendo de la información enviada por el Curiositypreviamente. De acuerdo con los científicos se determina qué debe hacer el robot y, si los ingenieros consideran que la tarea es factible y no pone en riesgo el vehículo, se traza el plan de trabajo diario; los conductores lo traducen a órdenes (software) específicas para toda la jornada (ya sea avanzar unos metros, o desplegar un experimento o tomar unas imágenes concretas...) y se le envían. El Curiosity recibe las órdenes y las debe ejecutar por su cuenta; al final del día envía toda la información de lo que ha hecho al centro de control y con esa información se decide la tarea para el día siguiente.
Por supuesto, ante cualquier duda o riesgo, en todo momento la orden a ejecutar es Stop... y esperar a recibir instrucciones de casa.


Fuente: Diario El País
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