Förenade av tyngdlöshet

Ett rymd- och undervattenslaboratorium för robotar byggs nu upp vid KTH, inom ramen för NEST-projektet Discower. ”Det är samma eller liknande matematiska algoritmer för robust styrning av robotar i de här miljöerna”, intygar forskningsledaren Dimos Dimarogonas.

Förhoppningen är att forskningen kring säker och robust styrning av robotar under vatten respektive ute i rymden ska kunna ta stora kliv framåt genom samarbetet. Det är robotar som genom att samarbeta med varandra ska kunna övervaka, plocka bort skräp och utföra underhåll, såväl i och vid rymdstationer som på havens botten. I rymden finns i dag stora mängder rymdskrot som behöver hanteras för säker rymdfart och på havsbottnarna finns infrastruktur, som fiberkablar och gasledningar, som numera utsätts för attacker och sabotage.

-Vi har identifierat ett vetenskapsområde där två tidigare åtskilda forskningsområden har mycket att lära av varandra. Vi ser också att såväl forskningen som svensk industri kan få en ledande roll i världen inom det här tvärvetenskapliga området, säger Dimos Dimarogonas.

Pedro Roque, doktorand hos Dimos Dimarogonas, är den som får huvudansvaret för uppbyggnaden av det nya rymdteknik-laboratoriet. I dess närhet pågår också projekteringen av en större vattentank för undervattenstester:

-Vi bygger upp en Space Robotics Arena inom WASP:S ekosystem för att kunna testa hur flera robotar kan samarbeta, flygande robotar inne i en rymdstation till exempel.

Här kan vi testa och se vad som verkligen händer. För utvecklingen av mjukvaran samarbetar vi nära med NASA, säger Pedro Roque.

Han ser också fram emot att kunna testa liknande scenarier i rymdlabbet och i vattentanken för att sedan direkt kunna överföra kunskaper och insikter.

Multidisciplinärt samarbete

Fyra forskningsledare med olika specialiteter deltar i Discower, Dimos Dimarogonas, är professor i reglerteknik. Jana Tumova, biträdande professor i robotik står för forskningen om styralgoritmer för planering, beslutsfattande och lärande. Christer Fuglesang, professor i Rymdfart (Astronautics), bidrar med rymdteknisk kompetens och Ivan Stenius, biträdande professor i undervattensarkitektur (Naval Architecture) står för teknisk kompetens under vatten. I projektet har det också anställts fyra doktorander, en hos respektive forskningsledare. Samtliga är verksamma vid KTH.

Tyngdlösheten, eller bristen på gravitation, är det som för dem samman, samma matematiska algoritmer kan användas vid styrningen, med små modifikationer. Men visst finns det också skillnader.

-Astronauter tränas i stora vattentankar hos NASA, men det är enklare att arbeta i rymdens tyngdlöshet, dels finns det inget motstånd alls, som i vatten, och det finns heller inget upp och ner i en rymdstation, säger Christer Fuglesang.

Ivan Stenius påpekar också att kommunikationen måste ske på helt olika vis under vatten och ute i rymden:

-På havsbotten fungerar inte radiovågor, det är akustisk signalering som gäller. Skillnaderna gäller såväl kommunikationen mellan robotarna som vid överföring av sensordata, säger han.

Dimos Dimarogonas har gott hopp om att de utmaningar som finns med gemensamma krafter ska gå att lösa:

-För oss handlar det om ett utveckla multirobotsystem där robotarna kan samarbeta och utföra uppdrag tillsammans med ett minimum av kommunikation sinsemellan. De ska vara robusta, fungera i utmanande miljöer, och systemet ska vara skalbart. Det här är ett väldigt roligt och utmanande projekt, intygar han.

NEST står för nyskapande, excellens, synergier och team. Discower är ett av nio NEST -projekt som finansieras via WASP med 20 miljoner kronor vardera under fem år. Urvalet av projekt har skett med hjälp av en internationell kommitté.

Kontaktperson: Dimos Dimarogonas

mail: dimos@kth.se