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UWエンジニアは、スペースローバーのスタック問題を解決します

マディソン - 数百万ドルの地球外の車両が柔らかい砂や砂利で立ち往生しているとき - 火星ローバースピリット 2009年 - 地球を拠点とするエンジニアが仮想レッカートラックのように引き継ぎ、車輪を動かしたり、そのコースを逆転させたり、繊細で時間のかかる努力を解放し、探索的使命を継続する一連のコマンドを発行します。スピリットは永久に立ち往生したままでしたが、将来、テラ・ファーマでのより良い地形テストは、これらの天の危機を回避するのに役立つ可能性があります。コンピューターシミュレーションを使用して、ウィスコンシン大学マディソン校の機械エンジニアは、ローバーが地球上でどのようにテストされるかの欠陥を明らかにしました。そのエラーは、ローバーが地球外ミッションに展開された後にどのように振る舞うかについて、過度に楽観的な結論につながります。これらのミッションの準備における重要な要素は、ローバーが低重力で地球外の表面を横断する方法を正確に理解して、柔らかい地形や岩だらけのエリアで立ち往生するのを防ぐことです。月の上では、重力の引っ張りは地球よりも6倍弱いです。何十年もの間、ローバーをテストする研究者は、実際のローバーの質量の6分の1であるプロトタイプを作成することにより、重力の違いを説明してきました。彼らは砂漠でこれらの軽量のローバーをテストし、それが砂を横切ってどのように動き、それが月でどのように機能するかについての洞察を得る方法を観察します。しかし、この標準的なテストアプローチは、一見取るに足らない詳細を見落としていたことが判明しました。砂漠の砂に対する地球の重力の引っ張りです。シミュレーションを通じて、UW -Madisonの機械工学の教授であるDan Negrutと彼の協力者は、地球の重力が火星や月の重力よりもはるかに強く砂を引き下げると判断しました。地球上では、砂はより厳格で支持的です - 車両の車輪の下でシフトする可能性を減らします。しかし、月の表面は「ふわふわ」であり、したがってより簡単にシフトします。つまり、ローバーの牽引力が低く、モビリティを妨げる可能性があります。「振り返ってみると、アイデアは単純です。ローバーの重力を引っ張るだけでなく、砂の重力の影響も、ローバーが月にどのように機能するかをよりよく把握する必要があります」とネグルットは言います。 「私たちの調査結果は、物理学ベースのシミュレーションを使用して粒状土壌のローバーモビリティを分析することの価値を強調しています。」チーム 最近、Journal of Field Roboticsでその調査結果を詳述しました 。研究者の発見は、NASAが資金提供したプロジェクトでの作業に起因し、 Viper Rover 、月のミッションのために計画されていた。チームは、イタリアの科学者と協力してUW-Madisonで開発されたオープンソースの物理シミュレーションエンジンであるProject Chronoを活用しました。このソフトウェアにより、研究者は、「スクイーズ」砂や土壌表面で動作するフルサイズのローバーなど、複雑な機械システムを迅速かつ正確にモデル化できます。Viper Roverをシミュレートしている間、彼らは地球ベースのテスト結果と月のローバーの機動性のシミュレーションとの間に矛盾があることに気付きました。 Chronoシミュレーションでより深く掘り下げると、テストの欠陥が明らかになりました。この研究の利点は、NASAや宇宙旅行をはるかに超えています。地球上のアプリケーションのために、クロノは何百もの組織で使用されており、精密な機械式時計からオフロード条件で運営されている米軍のトラックや戦車まで、複雑な機械システムをよりよく理解しています。「私たちの研究が多くの現実世界のエンジニアリングの課題を解決するのに非常に関連していることはやりがいがあります」とネグルットは言います。 「私たちが成し遂げたことを誇りに思っています。大学の研究室として、NASAが使用する産業強度ソフトウェアを出すことは非常に困難です。」Chronoは無料で公開されており、世界中で自由に使用できますが、UW -Madisonチームは、ソフトウェアを開発および維持し、ユーザーサポートを提供するために、重要な継続的な作業を行っています。「学界では、このレベルでソフトウェア製品を生産することは非常に珍しいことです」とNegrut氏は言います。 「NASAおよび惑星探査に関連する特定の種類のアプリケーションがあります。シミュレーターは、大規模なハイテク企業のシミュレーターを含む他のツールが解決できない問題を解決できます。それはエキサイティングです。」Chronoはオープンソースであるため、Negrutと彼のチームは、関連性を維持するためにソフトウェアを継続的に革新および強化することに焦点を当てています。「私たちのアイデアはすべてパブリックドメインにあり、競争はそれらを迅速に採用することができます。 「私たちは過去10年間、国立科学財団、米国陸軍研究室、NASAから支援を受けることができました。この資金は、ソフトウェアの使用を誰にも請求していないため、本当に違いをもたらしました。」この紙の共著者には、上海ジアオトン大学のウェイフー、UW-MadisonのPei Li、Arno Rogg、NASAのAlexander Schepelmann、Protoinnovations、LLCのSamuel Chandler、MITのKen Kamrinが含まれます。 /パブリックリリース。起源の組織/著者のこの資料は、ポイントインタイムの性質であり、明確さ、スタイル、長さのために編集される可能性があります。 Mirage.newsは制度的な立場や側面を取ることはなく、ここで表明されたすべての見解、立場、結論は、著者のみの見解のみです。 #UWエンジニアはスペースローバーのスタック問題を解決します