나사(NASA), 달 기지 건설 위한 자율 어셈블러 로봇 개발

우주 및 행성 표면에서의 인간 탐사를 위한 현장 조립은 인간 임무를 지원하기 위한 다양한 기술적 추진력을 포괄하는 도전적인 영역이다. 나사(NASA)는 달에서 서식지와 안테나 같은 구조물을 건설할 자율 조립 에이전트들을 개발 중이다. 이 모듈러하고 재구성 가능한 어셈블러(Assembler) 로봇들은 지속적인 인간 감독과 원격 조작이 불가능한 장소에서도 구조물의 로봇 조립을 제공할 것이다.

어셈블러들은 함께 작업해 물건을 만드는 모듈러 로봇 팀이다. 각 어셈블러는 하나 이상의 스튜어트 플랫폼(Stewart platform) 또는 헥사포드(hexapod) 스택으로, 두 개의 플레이트가 6개의 선형 액추에이터로 연결돼 상단 플레이트가 하단 플레이트 상대적으로 완전한 6자유도 포즈를 가능하게 한다. 각 어셈블러의 엔드 이펙터는 그립, 리프팅, 용접/접합을 가능하게 한다. 어셈블러 시스템 아키텍처는 어셈블러 팀의 운영을 조정하는 새로운 제어 알고리즘과 소프트웨어, 센서, 통신 기술을 특징으로 한다. 제어 시스템에는 필요한 로봇 수, 각 어셈블러의 최적 헥사포드 수, 예상 필요 전압을 추정하는 중요한 태스크 관리 모듈이 포함된다.

또한 궤적 생성, 관절 제어, 센서 융합, 결함 감지 모듈들도 있다. 새로운 제어 시스템은 높은 정확도와 정밀도로 어셈블러 운영을 지휘하면서도 동적 실패 복원력을 내장하고 있다. 예를 들어 어셈블러의 단일 헥사포드가 고장 나면 시스템은 그것을 마지막 포즈에서 강체로 간주하고 작업을 다른 어셈블러들에게 재분배한다. 이미지는 어셈블러들이 태양광 어레이를 어떻게 건설할지 보여주는 스토리보드다. 나사는 서브시스템 간 통신이 있는 하드웨어 데모를 개발했으며, 운동학과 액추에이터 역학의 상세 시뮬레이션으로 뒷받침된다.

기존 단거리/고정밀 및 장거리/저정밀 조립 로봇과 비교해 어셈블러는 정확도와 정밀도를 갖춘 장거리와 단거리 능력 모두를 제공한다. 이 기술은 경량 소재, 상태 추정, 현대 제어 이론, 머신러닝의 최근 발전을 기반으로 한다. 이 시스템은 구조 조립 작업의 스케줄링, 재구성, 실행; 건설 평가; 필요 시 조립 오류 수정이 가능하다.

어셈블러가 5~15년 임무 수명을 가능하게 할 것으로 추정된다. 응용 분야로는 궤도 또는 달 표면에서의 구조물 제작(서식지, 파워 트러스, 과학 장비, 망원경 지지대, 연료 보급소, 에어로셸, 안테나, 중력 발생 시설, 태양광 어레이 등)뿐만 아니라 고급 산업 제조와 조립이 포함된다.

나사는 이 기술 상용화를 위한 라이선시들을 적극적으로 찾고 있습니다. 나사 라이선싱 컨시어지(이메일: 스팸봇으로부터 보호 중, 자바스크립트 필요 / 전화: 202-358-7432)로 연락해 라이선싱 논의를 시작하세요. 자세한 정보는 여기를 방문하세요.