Специалисты из Стэнфордского и Кембриджского университетов совместно с Центром Эймса NASA создали Pyastrobee — симулятор с открытым исходным кодом, предназначенный для подготовки робота Astrobee к взаимодействию с мягкими грузами на Международной космической станции. Эта система позволяет роботу эффективно переносить мягкие грузовые мешки между модулями МКС, избегая столкновений.
Astrobee представляет собой систему из трех кубических роботов свободного полёта, разработанных NASA для автоматизации повседневных задач астронавтов на МКС. Предыдущие испытания выявили трудности у робота при работе с мягкими объектами, такими как грузовые мешки из винила, из-за сложности в прогнозировании их поведения. Pyastrobee решает эту задачу, моделируя физические характеристики мягких грузов и среду МКС с помощью физического движка Bullet.
Симулятор интегрирован с инструментами обучения, такими как библиотеки Gymnasium и Stable Baselines, что позволяет тестировать контроллеры, основанные на обучении с подкреплением (RL). «Pyastrobee примечателен благодаря моделированию деформируемых грузов и использованию языка Python, что упрощает разработку и интеграцию с другими роботехническими инструментами», — отметил Даниэль Мортон, ведущий автор исследования.
Для управления Astrobee было применено модельно-предсказывающее управление с использованием симулятора в качестве модели взаимодействия робота и груза. Это позволило обойти сложность создания аналитических моделей для мягких объектов. Испытания продемонстрировали точность перемещения грузов, а разные уровни детализации моделей помогли найти баланс между точностью и скоростью вычислений.
Pyastrobee доступен на GitHub и может быть полезен для инженеров и студентов в разработке алгоритмов космической робототехники. В перспективе команда планирует улучшить вычислительную эффективность контроллера, ввести средства безопасности для предотвращения столкновений и исследовать координацию нескольких роботов Astrobee для повышения стабильности транспортировки.
Источник: iXBT
