הרובוטים שעושים סנפלינג למען עתיד האנושות
- גור זיו
- 3 באוק׳
- זמן קריאה 4 דקות
דמיינו רובוטים שיורדים בסנפלינג אל תוך מנהרות לבה חשוכות על הירח ומאדים. זה לא מדע בדיוני. צוות מהנדסים פיתח "צוות רובוטים חוקרים" שיודעים לעבוד יחד, למפות באופן אוטונומי סביבות מסוכנות, ולחזור הביתה בשלום. הצטרפו אלינו למסע אל בטן האדמה (והחלל) וגלו את הטכנולוגיה המדהימה שעשויה יום אחד למצוא לנו בית חדש בין הכוכבים.
ניסוי שנערך לאחרונה באי הגעשי לנזרוטה שבאיים הקנריים הראה שזה אפשרי. רובוטים אוטונומיים ירדו אל תוך מערות תת קרקעיות שנוצרו מזרמי לבה קדומים, והצליחו לפעול כצוות, למפות את המרחב החשוך והמסוכן, ולחזור עם מידע מדעי יקר ערך. זוהי טכנולוגיה שיכולה לשנות את עתיד חקר החלל, ולהפוך את אותם חללים מסתוריים לבסיסי קבע עתידיים עבור בני האדם.
צינורות לבה הן לא רק סקרנות גיאולוגית. הן נוצרות כאשר זרם לבה זורם מתחת לקרום שהתקשה, ולאחר שהלבה נעלמת נותר חלל ארוך ועמוק. על פני כדור הארץ, הן מופיעות בעיקר באזורים געשיים כמו הוואי, איסלנד או האיים הקנריים. אך חשיבותן הגדולה היא דווקא מחוץ לכדור הארץ: תצפיות לווייניות במסלול על הירח ועל מאדים חשפו מאות מבנים דומים - פתחים ענקיים המכונים "סקיילייטס", שנראים ככניסות למערות עצומות מתחת לפני השטח. החוקרים סבורים שהמנהרות האלו עשויות להוות מקלט טבעי לבני אדם, שכן הן מגינות מקרינה קוסמית, מפגיעות מטאוריטים זעירים, ומטמפרטורות הקיצון שבין היום ללילה. הן עשויות גם לשמר עדויות אפשריות לחיים קדומים, חבויים הרחק מתנאי השטח הקשים.
אבל לחקור מנהרה כזו זו משימה מסוכנת מאין כמוה. שליחת אסטרונאוטים לשם בשלב מוקדם שקולה כמעט להתאבדות: הסכנות רבות מדי, הקרקע בלתי יציבה, החושך מוחלט, וכל טעות קטנה עלולה לעלות בחיי אדם. הפתרון הוא לשלוח חלוצים מסוג אחר - רובוטים עצמאיים, שמסוגלים לעבוד יחד, לרדת בחבלים, לנווט בתנאים לא צפויים, ולבצע מיפוי תלת־ממדי בזמן אמת.
הניסוי שנערך בלנזרוטה בהובלת חוקרים מהמרכז הגרמני לאינטליגנציה מלאכותית (DFKI) ומוסדות נוספים, הציב בדיוק את האתגר הזה. שני רובוטים, SherpaTT הגדול ו־Coyote III הקטן, נשלחו כצוות אל פתח מנהרת לבה. SherpaTT שימש כעוגן יציב, בעוד Coyote III היה מחובר אליו בכבל ארוך וביצע ירידה בסנפלינג אל תוך המערה. אחד מהרגעים המרשימים בניסוי היה כשהרובוטים פעלו בתיאום מושלם: Coyote III השתחרר מהכבל והמשיך לנסוע בעצמו מאות מטרים במורד המנהרה החשוכה, כשהוא מצויד במצלמות, חיישנים ומערכת סורקי לייזר (LiDAR) שסרקה את הקירות והפיקה מודל תלת־ממדי מפורט של החלל. הניסוי כולו נמשך 21 ימים וכלל ארבעה שלבים, שבסיומם הוכח לראשונה כי רובוטים יכולים לפעול יחד כדי לחקור סביבות תת־קרקעיות מורכבות ולמפות אותן באופן עצמאי.
כמובן, לא הכל הלך חלק. הלחות במערה שיבשה חלק מהחיישנים, הרדאר חודר הקרקע התקשה לספק נתונים מדויקים, והתקשורת האלחוטית הייתה מוגבלת. אך למרות הקשיים, החוקרים הראו שאפשר לבצע משימה מורכבת שכזו - ושהטכנולוגיה מתקרבת ליום שבו ניתן יהיה לשלוח רובוטים כאלה לא רק ללנזרוטה, אלא גם לירח ולמאדים.
במקביל, צוותים אחרים באירופה מפתחים קונספטים משלימים, צוות מהנדסים מהמכון הטכנולוגי של ציריך (ETH Zurich) וממרכזים נוספים, בהובלת פרופסור מרקו הטר (Marco Hutter) - מפתחים קונספטים חלופיים ומרשימים לא פחות. הם הבינו שרובוט בודד, מתקדם ככל שיהיה, לעולם לא יוכל להתמודד לבדו עם המורכבות והסכנות של סביבה כזו. "כאשר חוקרים סביבות לא ידועות, המערכת צריכה להיות עמידה בפני כשל של רכיב בודד", מסביר הטר. "עם צוות של רובוטים, אחד יכול להישבר, והמשימה עדיין יכולה להימשך". אחד מהקונספטים הוא שילוב של שלושה רובוטים משלימים. בהשראת צוותי חילוץ אנושיים ובעלי חיים הפועלים בלהקות, הם פיתחו מערכת מהפכנית המבוססת על עבודת צוות: שלישייה של רובוטים מרובעי-רגליים, המזכירים כלבים מתכתיים, שתוכננו לעבוד יחד בהרמוניה מושלמת. לרובוט הראשי, ה"חוקר", קוראים "אנימל" (ANYmal). הוא רובוט זריז ומתקדם, המצויד במצלמות, סורקי לייזר (LiDAR) ושלל חיישנים המאפשרים לו למפות את סביבתו בתלת-ממד. אך "אנימל" אינו יכול לרדת לבדו אל פי המערה. כאן נכנסים לתמונה שני שותפיו לצוות.
השותף הראשון הוא "עוגן" נייח אך חכם, המכונה "ריצ'בוט" (ReachBot). הוא אינו יורד למערה, אלא נשאר על שפתה. תפקידו הוא לאחוז בקצה של כבל ארוך וחזק, ולשמש כנקודת העיגון הבטוחה עבור הרובוט שיורד בסנפלינג. השותף השלישי הוא אולי המתוחכם מכולם. זהו רובוט קטן וזריז נוסף, מעין "מטפס" מומחה בשם "רוופבוט" (RopeBot). רובוט זה מחובר לכבל יחד עם "אנימל", ותפקידו הוא לטפס מעלה ומטה לאורך הכבל, לוודא שהוא אינו מסתבך, ולשמש כתחנת ממסר לתקשורת בין הרובוט החוקר שבמעמקים לבין בסיס האם שעל פני השטח. יחד, הם מהווים צוות חילוץ רובוטי אוטונומי לחלוטין.
הקסם האמיתי של המערכת הזו אינו טמון רק בחומרה המתקדמת, אלא ב"מוח" המשותף שלה. הצוות פיתח מערכת בינה מלאכותית מורכבת המאפשרת לרובוטים לקבל החלטות באופן עצמאי. לפני הירידה למערה, מפעיל אנושי בוחר נקודת התחלה כללית, אך משם והלאה, הרובוטים פועלים לבדם. המערכת מנתחת את הטופוגרפיה של פתח המערה, מחשבת את נקודת העיגון הבטוחה והיעילה ביותר עבור "ריצ'בוט", ומתכננת את מסלול הירידה האופטימלי עבור "אנימל". במהלך הירידה, "אנימל" סורק ללא הרף את קירות המערה, בונה מפה תלת-ממדית בזמן אמת, ומחפש נקודות אחיזה בטוחות להניח עליהן את רגליו כדי לייצב את עצמו. כל המידע הזה משודר חזרה דרך "רוופבוט" לכלל המערכת, ומאפשר לה לעדכן את התוכנית בזמן אמת ולהגיב להפתעות. פיליפ ארם (Philip Arm), דוקטורנט בצוות, מסביר: "המטרה שלנו היא לתת לרובוטים את היכולת לבצע משימות מורכבות בסביבות קשות באופן עצמאי לחלוטין, ללא צורך בהתערבות אנושית רציפה".
המשמעויות רחבות בהרבה מחקר חלל. אותה טכנולוגיה של רובוטים אוטונומיים הפועלים בסנכרון יכולה לשמש גם כאן על פני כדור הארץ: בחילוץ ניצולים מבניינים שקרסו לאחר רעידת אדמה, בחקירת מערות קרחונים, בבדיקת יסודות של גשרים, או בסיוע לצוותי הצלה במקומות שאליהם מסוכן מדי לשלוח בני אדם. שילוב של רובוט נוסע עם מערכת כבלים, כפי שהודגם, מציע גישה חדשה לגמרי לניווט בסביבות תלת־ממדיות מסובכות.
אך החזון הגדול באמת הוא חקר החלל. משימות "ארטמיס" של נאס"א מתכננות להחזיר בני אדם לירח כבר בעשור הקרוב, הפעם במטרה להקים בסיסי קבע. לפני שנוכל לבנות מושבות כאלה, נצטרך לדעת אילו סקיילייטס יציבים מספיק, היכן הסיכונים הקרינתיים קטנים ביותר, ואילו חללים יכולים להפוך למקלטים אמיתיים. רובוטים כאלה הם הצעד הראשון בדרך הזו.הניסויים בלנזרוטה ובשוויץ הם אם כן רק הצעד הראשון בדרך ארוכה. הם הראו שזה אפשרי, גם אם קשה, להכניס רובוטים לסביבות קשות ולהחזיר מהם מידע. וכעת, המחקר ממשיך עם שלל קונספטים, מערכות ורובוטים שונים. כל אלו מתכנסים סביב חזון אחד: יום שבו הרובוטים יהיו החלוצים האמיתיים, הסיירים שיכנסו ראשונים אל תוך מערות הלבה של הירח והמאדים, יכינו עבורנו מפות ומדידות, ויאפשרו לבני האדם עצמם להגיע לשם בבטחה.
תגובות