MoonBot — модульная роботизированная система, спроектированная для строительства лунной инфраструктуры при жестких ограничениях по массе полезной нагрузки. Робот состоит из функциональных модулей: Limb (манипулятор-нога), Wheel (колесная база), Body (центральный хаб) и Hand (захват). Система способна менять конфигурацию под задачу — от минимальной сборки из одного манипулятора и колеса до сложных форм с несколькими модулями.
Исследователи из Tohoku University провели трехнедельные полевые испытания в аналоге лунного ландшафта размером 20×20 метров, покрытом силикатным песком. Роботы выполняли задачи строительства базы: расчистку камней, выравнивание поверхности, транспортировку башенной конструкции массой более 30 кг и ассистирование при развертывании надувного модуля. Конфигурация Dragon из двух последовательно соединенных модулей Minimal показала улучшенную проходимость на склонах до 20 градусов за счет увеличенной тяги.
Модуль Limb имеет семь степеней свободы, длину 1.55 метра и массу 20.7 кг. Актуаторы суставов используют бесколлекторные двигатели Maxon EC45 flat с редукторами harmonic drive, обеспечивая передаточное отношение 1:960 и постоянный максимальный крутящий момент 87.4 Нм. Захват развивает усилие сжатия до 2.1 тонны и оснащен пылезащитным линейным механизмом из полиацеталя с минимальными зазорами для работы в песчаной среде.
Программный стек Motion Stack управляет кинематикой модульных роботов через пятиуровневую иерархию: от управления отдельными суставами до координации нескольких манипуляторов. Разработанный алгоритм Clamped Integral Controller обеспечивает безопасное телеуправление — робот останавливается при потере связи, а расстояние движения пропорционально интегралу команды скорости. Во время испытаний операторы управляли роботами через Wi-Fi с использованием клавиатуры и джойстика, при этом программное обеспечение не вызвало ни одного отказа за три недели ежедневных обновлений и работы с несколькими конфигурациями.
Источник новости и обложки: arxiv.org