Епоха «луноходних» місій добігає кінця

В закладки
Аудио
Роботарі йдуть
Роботарі йдуть

Декілька загальновідомих фактів в сьогоднішніх тенденціях розвитку «некосмічних» технологій дозволяють припустити, що в осяжному майбутньому концепції дослідження тіл Системи і подальшого створення на них постійних форпостів людства, можуть зазнати суттєвих змін.

Сучасний стан і уявлення

Як зараз виглядають концепції автоматичного дослідження тіл Системи і подальшого створення на них постійних форпостів людства? Дуже коротко їх можна описати так:

Автоматичні дослідження небесних тіл

Створюється автономний самодостатній апарат для виконання обмеженої низки наукових задач. Цей апарат закидається на іншу планету в режимі One-Way-Ticket, без можливості ремонту і з дуже обмеженими можливостями в зміні пріоритетів і методів досліджень та мобільності на місці перебування. Цей апарат доставляється в цільову локацію і надалі його доля залежить виключно від передбачливості проектантів, сумлінності творців, майстерності команди ЦУПу і Провидіння. Будь-яка, навіть найменша несподіванка, може стати фатальною для всієї місії. Місії, вартістю сотні мільйонів народних доларів.

Саме тому створення сучасних автоматичних планетоходів являє собою задачу на межі можливостей цивілізації. Треба одразу передбачити все. І зробити все так, аби звести до мінімуму ймовірність будь-яких нештатних ситуацій. Про те, на скільки цей аспект критичний, дуже добре показано в статті пана Павла Поцелуєва «Лонгрид: Марсоходы, которые изменили всё. Итоги миссии Spirit и Opportunity». На прикладі фантастичних у своїй успішності місій марсоходів, ми також бачимо, що достатньо одному колесу загрузнути в піску, або навпаки, отримати піску на сонячну батарею, як все закінчується. І ніхто тому ради дати не в змозі. Навіть «Персі», який зараз збирається на Марс, не застрахований від подібних прикростей. Всім нам лишається тримати кулаки, аби негаразди оминули його. Бо допомоги чекати нема звідки.

Резюмую: найбільш вразливим місцем планетоходних місій є критична чутливість до наслідків нештатних ситуацій.

Створення позаземних поселень людства

Якщо ви уважно подивитеся на не дуже давні популярні ролики, які демонструють процес створення Мунбурга чи Марсвілля ви обов’язково помітите присутність людей на стадії розгортання та будівництва. І це зрозуміло, бо наразі ще ніхто не вміє створювати самозбудовані поселення. Навіть за умови попереднього «закидання» на будівельний майданчик необхідних машин та конструкцій, люди мусять організовувати на місці процес і навіть «крутити гайки» та «копати від паркану до обіду». І все б нічого, якби не смертельне довкілля, обмежені запаси, жорсткий графік логістики і звичайна втома, врешті решт. Якщо ми поглянемо з цього боку на будівництво позаземних анклавів людства, ми без сумнівів визнаємо, що біологічна одиниця є не просто найслабкішою ланкою процесу, вона ще вкрай непродуктивна — потребує багатотонних систем життєзабезпечення, сотень кілограмів припасів, і працює, в кращому випадку, лише половину часу. А потім ще ту біоодиницю треба якось повертати в більш обжиті місцини. А це кораблі, пальне і безліч небезпечної мороки.

В останні рік-два акценти все більше зміщуються до роботизованих технологій будівництва. Наприклад, саме спеціалізованими роботами NASA планує побудувати на Місяці радіотелескоп кілометрового діаметру, як це показав у своєму матеріалі NASA построит километровый телескоп на Луне?! пан ALEXANDR TARLAKOVSKY.

Резюмую: шириться розуміння того, що люди мають приходити в космічні поселення «на все готове».

Чи є якісь варіанти подолання зазначених і очевидних негараздів?

Звісно, що є. І їх багато. Я розповім про той, що видається мені найефективнішим і найбільш логічним. Спочатку я назву вже існуючі передумови вирішення проблем. Для особливо прискіпливих підкреслю — «існуючі», це не означає можливість їхнього заказу на Ali Expres. Це означає лише те, що стан справ в розвитку тематик дозволяє з великою долею впевненості прогнозувати їхню придатність до вирішення згаданих проблем.

  1. Роєві технології
  2. Робото-технічні системи з кількома десятками кінематичних ступенів свободи
  3. Штучний інтелект
  4. Прообраз автоматів Неймана

Роєві технології

Роєві технології співпраці окремих кібернетичних одиниць останнім часом продемонстрували реальні успіхи на полі бою. Як модельованого, так і реального. Ось, Пентагон тестує цілі бойові підрозділи роботів: рої дронів плюс загони наземних роботів. А тут про те, як Туреччина вперше використовувала «рої безпілотників» в Сирії. Кому цікаво розібратися в темі розподіленого інтелекту глибше, копати можна починати звідси.

Головний бонус, що надає система з розподіленим інтелектом — це в рази більша ймовірність виконання місії в порівнянні з моно-апаратною реалізацією. Практика доводить, що навіть у випадку знищення частини «робо-рою», решта може продовжувати виконання місії, узгоджуючи та перерозподіляючи між собою локальні задачі. Додатковими бонусами робототехнічного рою можу назвати:

  • Можливість резервного бекапу важливих даних одразу в кількох окремих копіях.
  • Можливість розширення спектру доступних задач за рахунок створення рою з різних груп спеціалізованих автоматів
  • Сумарна обчислювальна потужність мережі рою може в рази перевищувати потужність комп’ютера автономного планетоходу.
  • В разі створення окремих елементів рою на базі глибоко уніфікованих платформ, можливий навіть нескладний крупновузловий ремонт «поранених» побратимів за рахунок привезеного з собою аварійного запасу стандартних модулів та вузлів.

Абсолютно очевидно, що рій невеликих апаратів, який працює як єдине ціле, здатен виконувати такий широкий спектр задач, який в принципі не доступний планетоходу. Наприклад, в геології, одночасно може відбуватися відбір зразків на великих площах, даючи практично суцільну геокарту регіону. Так само, сейсморозвідка з кількома широко рознесеними приймачами дозволить «малювати» тривимірну карту надр — шукати каверни для розгортання поселення а також корисні копалини, перш за все — воду.

Робото-технічні системи з кількома десятками кінематичних ступенів свободи

Це про вражаючі досягнення Boston Dynamics. З усього розмаїття їхніх розробок я хочу звернути вашу увагу на дві ключові для космічно-планетарного застосування:

SPOT (Мобільний робот призначений для зондування, розвідки та віддаленої роботи)
ATLAS — найдинамічніший у світі гуманоїдний робот

Напевно, ви вже бачили ці відеосюжети. Але я пропоную переглянути їх ще раз, постійно тримаючи на увазі питання «а як це все можна використати в дослідженні планет та будівництві позаземних поселень?»

А тепер уявіть собі спектр можливих задач, які здатен реалізувати рій з кількох Атласів та кільканадцяти Спотів. Я не зміг вигадати задачу, яка була б під силу відділенню біоодиниць, і не була б доступна такому рою.

Зауважу декілька важливих моментів:

  • Ці роботи — «ногоходи». А отже для них майже не існує нездоланних перешкод. Хіба що широкі рівчаки та прямовисні скелі. Та й те, за альпінізм я не впевнений. Може вже і скелелазінню навчили
  • Спот вже поставлений в серію і сконструйований, схоже, саме за крупновузловою архітектурою. Атласа ще «полірують», але він вже зараз має 28 ступенів кінематичної свободи, важить лише 80 кіло і демонструє акробатику, яка мало кому із нас з вами доступна.
  • Антропоморфність Атласа є величезною перевагою при створенні поселень для біоодиниць. Атласи не просто створюватимуть навколо себе «людський геометричний простір», вони зможуть із самого початку використовувати всі без виключення машини та інструменти, спроектовані для використання людиною. Після завершення будівництва, першопоселенцям не доведеться привозити із собою «людські» інструменти та машини. Все вже буде на місці
  • Ці роботи створюються для рятувальних (цивільна версія пояснення) місій та для виконання задач Пентагону (реальна версія). А отже, вони з самого початку розробляються для роботи в дуже некомфортних, а інколи і смертельних умовах.

Як ми бачимо, ці роботи можуть використовуватися для будь-яких науково-дослідницьких завдань — достатньо підлаштувати під них кріплення наукових приборів і пояснити, що і як слід робити. По закінченні серії наукових дослідів вони з легкістю можуть заходитися до будівельно-монтажних робіт. А потім знов-таки, повернутися до наукових експедицій. Або до вирощування гладіолусів в планетарних оранжереях.

Штучний інтелект

Очевидним є той факт, що успішна робота робо-рою, який працює на відстані у кількадесят світлових хвилин, а то і годин від ЦУПу, неможлива без наявності у того рою ознак штучного інтелекту. Тут я хочу підкреслити, що метафізична лабуда про «машинний розум, що здатний перевершити людський» не є предметом теми. Під ШІ для робо-рою я маю на увазі програмно-апаратні системи, які вже реалізовані в багатьох практичних застосунках. Перш за все, у як найбільш близьких за всіма параметрами — військових реалізаціях:

«Застосування ШІ є важливим трендом у створенні перспективних систем управління поля бою та озброєнням[1]. За допомогою ШІ можливо забезпечити оптимальний та адаптивний до загроз вибір комбінації сенсорів і засобів ураження, скоординувати їх сумісне функціонування, виявляти та ідентифікувати загрози; оцінювати наміри противника. Суттєву роль ШІ відіграє у реалізації тактичних систем доповненої реальності. Наприклад, ШІ дозволяє забезпечити класифікацію та семантичну сегментацію зображень, локалізацію і ідентифікацію мобільних об’єктів з метою схематичного відтворення контурів об’єктів в якості символів доповненої реальності для ефективного цілевказування».

Тобто, успішному космічно-планетарному рою не потрібно бути електронним К’єркегором. Йому достатньо мати рівень інтелекту, який я називаю рівнем «дикої кицьки».

Чи вийшли сучасні військові розробки на достатній рівень — я не знаю. Але не маю сумнівів, що забезпечення робо-рою інтелектом рівня дикої кицьки, це інженерне (не концептуально-проривне) питання найближчого часу. А може і вже факт історії.

Прообраз автоматів Неймана

Або просто неймани — роботи, що здатні відтворювати самих себе, або будь-які інші механізми. Звісно, що повністю самовідтворювані машини, це реалії далекого майбутнього. Ми їх навряд чи побачимо. Але, окремі елементи, прообраз автоматів Неймана, доступні для реалізації вже сьогодні. Перш за все — завдяки технології 3D-друку. До речі, значна частина роботу Атлас, якого я згадував вище, виготовлена саме таким друком:

Atlas використовує 3D-друковані деталі, щоби надати йому співвідношення міцності та ваги, необхідне для стрибків і сальто

Гадаю, не важко собі уявити варіант, за якого дослідницько-будівельний рій на далекій планеті, окрім запасу складних технологічних запчастин, матиме в своєму розпорядженні 3D-принтер і бібліотеку моделей основних елементів — як от ті ступні-«в’єтнамки» чи моделі спеціалізованих конструкційних доповнень, які планом місії прямо не передбачені, але потреба в яких може виникнути. Тоді, в разі поломки ступні у одного з Атласів під час гарцювання кам’янистими схилами, його побратими можуть надрукувати йому нову ступню. Або якась екзотична примха майбутніх поселенців — наприклад, вони бажатимуть, аби інтер’єр помешкання був би оздоблений штукатуркою під «короїд». Де на Марсі взяти канонічні ковшик, правило і напівтерку? Звісно, що ніде. Але їх можна надрукувати.

Надрукувати можна майже все.

А те, що неможливо надрукувати, доведеться на першу пору везти із собою. Але, щойно поселення розгорне власні індустріальні потужності, кількість незамінних деталей, які треба імпортувати, почне стрімко скорочуватися, аж до повного імпортозаміщення.

Цікаво, що у згаданій схемі, безпосередня присутність біоодиниць на місці зовсім не обов’язкова. Роботи зможуть робити роботів. Не без підказок із Землі, звісно. Принаймні, на початку історії.

Висновки

  1. Цілком ймовірно, що ми є свідками останніх «луноходних» автоматичних наукових місій на тіла Системи.
  2. Я не здивуюсь, якщо рекогносцировку на місці закладення марсіянської колонії Ілонії вже вестимуть робо-рої
  3. Я не здивуюсь, якщо перші масштабні дослідження навколоземних астероїдів в комерційних цілях вестимуть робо-рої. Які за нагоди перетворяться із науковців на шахтарів та біндюжників
  4. Я не здивуюсь, якщо перші масштабні випробування Пентагоном зразків космічної зброї для інших планет матиме в якості тих зразків саме мілітарні робо-рої
  5. Я взагалі нічому вже не здивуюся 🙂

Бережіть себе і нерви, боротьба триває

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

9
Войдите, чтобы видеть ещё 84 комментария, участвовать в обсуждении и не видеть рекламу.
Джон Инспракер
Вечность назад

Это был бы отличный сюжет для нового сезона "Мир Дикого Запада")

Дмитрий Олегович
Вечность назад

1. Рой. Что послать сотню роботов эффективнее, чем послать одного - это как бы и так ясно. Но денег-то нам в сотню раз больше никто давать не собирается... Конечно, речь вроде как о том, что роботы будут в сотню раз меньше, а потому и сами, и их доставка, будут дешевле. Но есть "маленькая" проблема... Чтобы аккуратно доставить на поверхность Марса марсоходик массой 11 кг потребовалась посадочная платформа массой 264 кг. Т.е. марсоход весил лишь примерно 4% от массы средства его доставки. Когда масса марсохода повысилась до 0,9 т, на него стало приходится уже 27% массы. Т.е. вместо одного Кьюриосити можно доставить на Марс лишь дюжину Соджорнеров. И есть большие сомнения, что всего лишь дюжина Соджорнеров окажется эффективнее одного Кьюриосити. Если же доставить всю толпу марсоходов одной посадочной платформой, то тогда, конечно, мы доставим вместо одного Кьюриосити аж восемь десятков Соджорнеров. НО они все будут в одном месте... Что им в таком количестве в одном месте делать?.. Так что, увы, необходимость в тяжёлой посадочной платформе, которая становится меньше и легче вовсе не пропорционально уменьшению размеров и массы марсохода, для аккуратной доставки на поверхность делает идею роя неработоспособной. 2. Гуманоидные роботы. Да, формально они могут сделать всё то, что могут сделать люди. Но если посмотреть на соревнования этих роботов, где для них большим достижением является открыть обычную дверь за минуту-другую, то становится понятно, что с таким быстродействием они поселение для людей тысячу лет строить будут. Не стоит при этом забывать, что на соревнованиях из них "выжимают все соки", а на поверхности Марса роботов придётся беречь... Так что скорее даже десять тысяч лет строить будут. 3. Искусственный интеллект. Увы, но уровень дикой кошки - это далеко за пределами возможностей современных технологий. Пока едва уровень червяка осилить удаётся... Вообще, уровень кошки - это ведь писец какой высокий уровень! Не верите?.. Ну задумайтесь хоть над тем фактом, что кошка обладает СОБСТВЕННОЙ ВОЛЕЙ, а компьютерным системам подобное "и не снилось". Современный, а равно и возможный в обозримом будущем, искусственный интеллект способен работать только в "штатных" ситуациях. Под "штатными" я понимаю все ситуации, которые продумали программисты, даже если эти ситуации - поломки или иные подобные ситуации. Если происходит что-то, чего программисты не продумали заранее, то правильность действий ИИ оказывается равна 50%: "либо правильно, либо неправильно". 4. Самовоспроизводство и 3D-печать. Вы пробовали когда-нибудь что-то печатать?.. За редким исключением после печати детали необходимо "обработать напильником"... Кроме того, для печати нужны очень специфические материалы. Если говорить о печати металлом, то нам нужно на Марсе не просто выплавить этот металл (что уже крайне сложная задача), а ещё превратить его в нанопорошок со строго определённой формой и размером зёрен. Та ещё задачка... Пластик и фотополимерную смолу на Марсе произвести тоже, мягко говоря, будет не просто, если вспомнить, что месторождений нефти там пока не обнаружено, и кукуруза (или из чего там PLA делают) пока не растёт. Если говорить об оснащении 3D-принтерами обитаемых баз, то, безусловно, они там будут, т.к. доставить принтер и запас материалов проще, чем доставить сразу все инструменты и запчасти, которые могут потребоваться. Если же говорить о том, чтобы роботы делали сами себя из местного сырья, то, увы, мы даже на Земле к подобному не приблизились, а тут у нас есть огромная инфраструктура, которая этому способствует... Единственный пример 3D-печати из местного сырья, реалистичный в современных условиях - это строительство зданий. Просто спекаем песок в камень. Но это не самовоспроизводство. И даже тут есть серьёзные сомнения в реалистичности: хотя такой 3D-принтер, безусловно, возможен, он заведомо будет потреблять очень много энергии, что может оказаться неприемлемым.

Майор Том
Вечность назад

Почитал комментарии и хочу вот что сказать. Вот пусть Атлас 2 минуты открывает дверь. Ок. Но вот Инсайт уже который месяц не может бур правильно в грунт запихнуть. Имхо, Атлас с этим справился бы гораздо лучше. Так что я за толпу роботов. К тому же еще вопрос, кто более неуклюжий - робот или человек в скафандре. Оденьте Орлан, надуйте его и попробуйте открыть дверь быстрее. Далее, заправка роботов электричеством от атомных батареек занимает время. Ок. А человеку спать/кушать не надо? Плюс куча времени на переодевание! А марсоход не простаивает? Он тоже стоит на месте преимущественно, постоянно ехать ему самому питалова не хватит. Так что и тут профит у роботов. В целом уже на текущее время роботы выглядят лучше, чем марсоходы. Да, без док-станции не обойтись - помимо питания, надо еще место для проведения экспериментов. Но даже если взять условную 1 тонну, то вместо 1 марсхохода можно вязть док на полтонны, 3-4 гуманоида и несколько собачек. Да, марсоход может проползти полсотни км за 10 лет, потихоньку исследуя все на своем пути. Но это будет полоса всего 2м шириной, итого получим 0,1 км2. А толпа роботов за эти годы перекопает все в радиусе 1 км от базы, а это 3 км2 площади!

Показать скрытые комментарии

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам:

Отправить Отмена
[X]
Если не получается зайти отсюда, попробуйте по ссылке.