Автономні апарати здійснили дослідження лавової печери на Канарських островах.

Міжнародна група дослідників здійснила 21-денний експеримент з автономними роботами у лавовій печері на острові Лансароте.

Міжнародна команда дослідників опублікувала в журналі Science Robotics результати сміливого польового експерименту, який імітував роботичне дослідження підземних лавових труб. Ці структури, які, як вважають учені, існують на Марсі та Місяці, розглядаються як перспективні кандидати для майбутніх місць проживання та місій з пошуку життя.

Щоб оцінити можливості навігації в екстремальних умовах, науковці організували команду автономних роботів у природній лавовій печері на Лансароте, вулканічному острові Канарського архіпелагу. В ході двадцятиодноденного експерименту були виявлені як перспективи, так і постійні труднощі, пов'язані з використанням кооперативних роботів для дослідження середовищ, до яких людині важко дістатися.

Лавові труби — це підземні проходи, які залишилися після витікання вулканічної лави. На Землі вони можна знайти в таких країнах, як Ісландія, Гаваї та Іспанія, проте вважається, що аналогічні структури також можуть існувати під поверхнею Місяця та Марса. Ці природні порожнини створюють винятково стабільні умови, які захищають від сонячної радіації, ударів мікрометеоритів та різких змін температури, що характерні для поверхні планет.

Для інженерів і астробіологів ці печери відкривають нові горизонти: вони слугують захищеними локаціями для створення стійких людських поселень, а також є науково цінними місцями, де можуть зберігатися свідчення минулого або навіть сучасного позаземного життя. Однак, безпосереднє дослідження цих середовищ залишається складним завданням. Їх важкодоступність, варіативність рельєфу та абсолютна темрява роблять їх малопридатними для астронавтів.

Міжнародна команда, яка стоїть за недавнім дослідженням, обрала острів Лансароте через його близьку геологічну схожість з марсіанськими та місячними системами лавових труб. Польове випробування, що тривало три тижні, було розділено на кілька фаз, кожна з яких була розроблена для перевірки конкретних роботичних можливостей.

Операція почалася з двох роботичних роверів, які розвідували та картографували вхід до печери. Один з них розгорнув сенсоризований кубічний вантаж у отвір світлового колодязя для створення тривимірної моделі входу до печери. Складність різко зросла на наступній фазі, де два роботи працювали разом в автономному режимі.

Менший ровер фізично з'єднався з більшим та скористався системою спуску на мотузці, щоб опуститися в печеру. Після від'єднання він пройшов більше 235 метрів углиб, самостійно створюючи детальну тривимірну карту підземного рельєфу. Це випробування стало важливою віхою: вперше багатороботична система автономно картографувала таке складне підземне середовище в реальних умовах.

"Гетерогенна кооперативна команда роботів є перспективним підходом для вирішення питань доступу та дослідження позаземних лавових печер", -- написали дослідники в статті, опублікованій в Science Robotics, яка описує їх роботу на Лансароте.

Хоча експеримент виявився переважно успішним, під час реалізації кампанії виникли деякі технічні труднощі. Георадар, який є важливим пристроєм для аналізу підземних структур, стикався з проблемами через підвищений вміст вологи в печерному середовищі. Хоча така ситуація менш імовірна на Місяці чи Марсі, це питання слід врахувати при розробці майбутніх місій.

Інтерференція сигналів від датчиків стала ще однією серйозною перешкодою, особливо в тих районах, де відбиваючі поверхні та пил ускладнюють роботу роботизованих навігаційних систем. Проте найбільш складним викликом залишається забезпечення повної автономії в процесі ухвалення рішень. Хоча роботи показали вражаючі результати в навігації, координації та картографуванні без людського втручання, їхня здатність швидко адаптуватися до несподіваних перешкод або системних збоїв ще потребує вдосконалення.

Поточні алгоритми вимагають значного попереднього програмування та припущень про навколишнє середовище, які можуть не виправдатися в інопланетних печерах. Крім того, точність картографування все ще сильно залежить від наявності еталонних даних наземної істини, які за визначенням недоступні в позаземних середовищах.

Недостатня реальна верифікація знижує рівень довіри до створених карт і свідчить про потребу в удосконаленні алгоритмів для злиття даних з сенсорів і корекції помилок. Вчені акцентують увагу на тому, що ці технологічні перешкоди вимагають подальшого вдосконалення, перш ніж автономні роботизовані системи зможуть надійно досліджувати лавові печери на інших планетах.

Дослідження, проведене на Лансароте, показало, що команди кооперативних роботів здатні ефективно функціонувати в складних підземних умовах, але також вказують на важливі аспекти, що потребують вдосконалення. Ці результати можуть стати важливим внеском у підготовку майбутніх експедицій на Марс і Місяць, де лавові труби можуть виявитися ключовими об'єктами для наукових досліджень і розвитку людських поселень.