Một loại robot bán tự động mới có thể cách mạng hóa việc khám phá không gian - quét được nhiều tảng đá hơn, nhanh hơn và phát hiện ra manh mối về sự sống và tài nguyên trong thời gian kỷ lục.
Robot mới khám phá sao Hỏa nhanh hơn
Các sứ mệnh thám hiểm hành tinh trên bề mặt sao Hỏa được thực hiện hết sức thận trọng. Độ trễ liên lạc giữa Trái đất và các robot thám hiểm có thể dao động từ 4 đến 22 phút, và dung lượng truyền dữ liệu hạn chế càng làm tăng thêm khó khăn. Vì vậy, các nhà khoa học phải lên kế hoạch cẩn thận cho từng bước. Các robot cũng được chế tạo để tiết kiệm năng lượng và tránh các mối nguy hiểm, nên chúng di chuyển chậm trên địa hình gồ ghề. Hầu hết chỉ di chuyển vài trăm mét mỗi ngày, điều này hạn chế phạm vi nghiên cứu cảnh quan và gây khó khăn hơn trong việc thu thập nhiều loại dữ liệu địa chất.
Các nhà nghiên cứu đã khám phá một chiến lược mới được thiết kế để khắc phục những hạn chế này. Thay vì dựa vào sự chỉ đạo liên tục của con người, họ đã thử nghiệm một robot bán tự động có khả năng di chuyển từ mục tiêu này sang mục tiêu khác và tự thu thập dữ liệu. Được trang bị các thiết bị nhỏ gọn, robot có thể kiểm tra nhiều tảng đá theo trình tự và thực hiện các phép đo một cách độc lập.
Kết quả cho thấy sự cải thiện đáng kể về hiệu quả. Thay vì tập trung vào một tảng đá duy nhất dưới sự giám sát liên tục, robot có thể di chuyển đến nhiều vị trí và phân tích từng vị trí một. Cách tiếp cận này đã đẩy nhanh đáng kể cả việc tìm kiếm tài nguyên và việc tìm kiếm “dấu hiệu sinh học” (tức là bằng chứng về sự sống) trên bề mặt các hành tinh.
Nhóm nghiên cứu muốn biết liệu một robot mang theo bộ dụng cụ tương đối đơn giản, hoạt động nhanh chóng có thể vẫn tạo ra những kết quả khoa học có ý nghĩa hay không. Kết quả nghiên cứu đã khẳng định rằng ngay cả những công cụ nhỏ gọn cũng đủ để đáp ứng các mục tiêu chính, bao gồm việc xác định các loại đá quan trọng cho sinh học vũ trụ và thăm dò tài nguyên.
Thử nghiệm robot có chân trong điều kiện giống sao Hỏa
Để minh họa khái niệm này, các nhà nghiên cứu đã sử dụng robot bốn chân 'ANYmal'. Nó được trang bị một cánh tay robot giữ hai thiết bị: máy chụp ảnh hiển vi MICRO và một máy quang phổ Raman di động được phát triển cho Thử thách Tài nguyên Không gian ESA-ESRIC. Dự án này có sự hợp tác với Phòng thí nghiệm Hệ thống Robot tại ETH Zurich, ETH Zurich | Space, Đại học Zurich và Đại học Bern.
Các thí nghiệm được tiến hành tại cơ sở 'Marslabor' thuộc Đại học Basel. Môi trường này mô phỏng các điều kiện bề mặt hành tinh bằng cách sử dụng đá nhân tạo, vật liệu 'regolith' (tức là bụi hành tinh) và điều kiện chiếu sáng nhân tạo. Trong các thử nghiệm, robot tự động di chuyển về phía các mục tiêu đã chọn, định vị các thiết bị của nó bằng cánh tay robot và truyền hình ảnh cũng như dữ liệu quang phổ để phân tích.
Hệ thống đã xác định thành công nhiều loại đá quan trọng cho khoa học hành tinh. Chúng bao gồm thạch cao, cacbonat, bazan, dunite và anorthosite. Nhiều loại vật liệu này đặc biệt có giá trị cho các sứ mệnh trong tương lai. Ví dụ, các loại đá tương tự như trên Mặt Trăng như dunite (giàu olivine và oxit), anorthosite (chứa anorthite) và các oxit như rutile có thể là dấu hiệu của các nguồn tài nguyên hữu ích.
Đạt được kết quả nhanh hơn với phương pháp khám phá đa mục tiêu
Các nhà nghiên cứu đã so sánh hai phương pháp: phương pháp truyền thống, trong đó các nhà khoa học hướng dẫn robot đến một mục tiêu duy nhất, và phương pháp bán tự động, trong đó robot khảo sát nhiều mục tiêu theo trình tự.
Sự khác biệt về tốc độ rất rõ rệt. Các nhiệm vụ nhắm mục tiêu đa điểm được hoàn thành chỉ trong 12 đến 23 phút, trong khi một nhiệm vụ tương tự do con người điều khiển mất tới 41 phút.
Ngay cả với tốc độ nhanh hơn này, robot vẫn duy trì hiệu suất khoa học mạnh mẽ. Trong một thử nghiệm, nó đã xác định chính xác mọi mục tiêu được chọn.
Phương pháp này có thể cho phép các sứ mệnh trong tương lai quét được những khu vực rộng lớn hơn trên bề mặt các hành tinh trong thời gian ngắn hơn. Sau đó, các nhà khoa học sẽ xem xét dữ liệu thu được và quyết định những vị trí nào cần được nghiên cứu kỹ hơn.
Bằng cách giảm thiểu sự can thiệp liên tục của con người, robot có thể di chuyển tự do hơn trên địa hình, phân tích đá nhanh chóng và thu thập dữ liệu có giá trị. Điều này sẽ thúc đẩy tiến bộ khoa học nhanh hơn và giúp các nhà nghiên cứu tập trung vào những mẫu vật triển vọng nhất.
Chuẩn bị cho các sứ mệnh tương lai lên Mặt Trăng và Sao Hỏa
Nghiên cứu này chứng minh rằng các thiết bị nhỏ gọn và đơn giản hơn vẫn có thể mang lại những hiểu biết khoa học giá trị khi được kết hợp với các hệ thống robot tự hành. Thay vì phụ thuộc hoàn toàn vào các thiết bị lớn và phức tạp, các nhiệm vụ trong tương lai có thể sử dụng robot linh hoạt để nhanh chóng khảo sát môi trường xung quanh và xác định các mục tiêu ưu tiên cao.
Khi cơ quan vũ trụ lên kế hoạch cho các sứ mệnh mới lên Mặt Trăng, Sao Hỏa và xa hơn nữa, những robot bán tự động như thế này có thể đóng vai trò then chốt. Bằng cách di chuyển được quãng đường xa hơn trong thời gian ngắn hơn, chúng có thể cải thiện cả việc tìm kiếm tài nguyên và việc tìm kiếm dấu hiệu của sự sống trong quá khứ.
thdthu tổng hợp (Nguồn Sciencedaily.vn)
