Avaruus
Neljän Jalkaisen Robotit Valmistautuvat Autonomiseen Marsin Tutkimukseen
Eräänä päivänä avaruustutkimus saattaa hyödyntää astronautteja, jotka asuvat pysyvästi maapallon ulkopuolella, kuten Artemis-kuutamismissioita tai Elon Muskin suunnitelmissa Marsille.
Silti, vaikka ihmisiä olisi läsnä, suuri osa avaruudessa tarvittavasta työstä tehdään robottien avulla, jos ei muuta, koska ne on paljon helpompi korvata kuin ihmisastronautit ja ne ovat paljon vähemmän alttiita myrkylliselle ilmalle tai tyhjiölle, säteilylle, ankarille lämpötiloille jne.
Ihannetapauksessa suurin osa rover- ja robottijärjestelmistä pitäisi pystyä hoitamaan itsenäisesti yksinkertaiset tehtävät, ja ihmiset Maassa tai paikan päällä osallistuvat vain auttamaan ratkaisemaan erityisiä ongelmia tai määrittämään niiden päivittäiset tehtävät.
Kun tekoäly kehittyy nopeasti, mukaan lukien fyysinen tekoäly, käsite jonka nykyään edistää tekoälyjohtaja NVIDIA, tämä tieteiskirjallisuuden visio saattaa jo olla todellisuutta.
Kaukaisemmissa tehtävissä, kuten Jupiterin kuilla, viestinnän aikaviive, joka voi olla jopa tunti, tekee suoran ohjauksen entistä vaikeammaksi, jolloin robottien itsenäiset päätökset ovat erityisen arvokkaita.
“Roverit on suunniteltu energiatehokkuutta ja turvallisuutta varten, ja liikkumaan hitaasti vaarallisessa maastossa. Tämän seurauksena tutkimus rajoittuu yleensä vain pieneen osaan laskeutumisalueesta, ja roverit kulkevat tyypillisesti muutamia satoja metrejä päivässä, mikä vaikeuttaa geologisesti monipuolisen datan keräämistä.”
Seuraava askel on antaa avaruustutkimusroboteille enemmän liikkumisen vapautta. Lopulta, vaikka pyörät ja telat voivat olla luotettavampia, ei ole kuin tiet odottaisivat niitä Kuussa ja Marsissa.
Tämän seurauksena suurin osa robottitutkimuslennoista on tähän mennessä keskittynyt suhteellisen tasaisiin, helposti navigoitaviin alueisiin. Mutta nämä alueet eivät välttämättä ole hyödyllisimmät tulevaa avaruuskolonisaatiota ajatellen.
Esimerkiksi laavaputket voisivat olla täydellisiä ennalta rakennettuja suojia tuleville astronautteille, mutta emme ole koskaan tutustuneet niihin kunnolla, vaikka tekoälyohjattu laavaputkien tutkimus on suunnitteilla. Ja suurin osa resursseista todennäköisesti löytyy syvistä kraattereista (vesi) tai vuoristoalueilta (metallit ja muut mineraaliesiintymät).
“Kuun pinnalla monet keskeiset resurssit sijaitsevat vaikeasti saavutettavassa maastossa, mukaan lukien haihtuvat ja titaani-rikkaat pyroklastiset kerrostumat, REE-pitoiset KREEP-basaltit ja vesijää pysyvästi varjostetuilla alueilla lähellä Etelänapaa. Marsilla vesijään esiintymiä ja metallirikkaita regoliitteja on myös löydetty korkeilla leveysasteilla ja korkeilla alueilla, usein epävakaiden rinteiden tai murtuneiden geologisten ympäristöjen sisällä.”
Siksi tarvitaan kehittyneempiä robotteja, ja nelijalkaiset “robokoirat” ovat todennäköinen vaihtoehto, sillä tämä muotoilu on yhä suositumpi myös Maassa.
Tätä mahdollisuutta testaavat sveitsiläiset tutkijat ETH Zürichissä, Zürichin yliopistossa, Neuchâtelin avaruustutkimuslaitoksessa, Baselin yliopistossa ja Bernin yliopistossa.
He käyttivät nelijalkaista robottia, testasivat sen kykyä suorittaa puoliksi autonomista tutkimusta ja näytteenottoa rekonstruoidussa avaruusympäristössä, ja julkaisi löydöksensä Frontiers In Space Technologies1 otsikolla “Puoliksi autonominen tutkimus marsin ja kuun analogiosta nelijalkaisella robotilla, jossa on Raman-varustettu robottikäsivarsi ja mikroskooppinen kuva”.
Marsin uudelleenluominen Maassa
Tutkijat käyttivät Marslabor-laitosta Baselin yliopistossa, joka simuloi planeetan pinnan olosuhteita käyttämällä analogikiviä, regoliittia (planeetan pölyä) ja analogivalaisuutta luodakseen ympäristön, joka on identtinen Marsin kanssa lukuun ottamatta painovoimaa.
Marslabor koostuu 80 m² huoneesta, jossa on 40 m² testialusta, joka on tehty marsin analogimateriaaleista. Tämä sisälsi kiviä, joilla on suuri potentiaali biosignaalien säilyttämiseen, kuten kipsiä tai karbonaattikiveä, jotka olisivat merkittävässä kiinnostuksessa todellisessa marsin tutkimuksessa, jossa pyritään tutkimaan mennyttä biologista toimintaa Punaisella planeetalla.
Lisäksi sisällytettiin kivilajeja, jotka viittaavat menneeseen virtaavaan veteen, kuten silikiklastinen karbonaatikkivi ja rikkiä sisältävä basaltti.
Huoneen osa jäljitteli myös kuun olosuhteita, käyttäen kivilajeja, jotka voisivat olla hyödyllinen oksidien, titaanin, alumiinin ja piin lähde.
Neljän Jalkaiset Tutkijat
Monikäyttöinen robotti antureilla
Tässä tutkimuksessa käytetty robotti oli ANYmal-robotti, jonka on rakentanut sveitsiläinen yritys ANYbotics, erikoistunut teollisiin tarkastuksiin vaarallisilla alueilla. Kartoituksen ja paikannuksen mahdollistamiseksi ANYmal on varustettu Velodyn VLP-16 Puck LITE LiDARilla, kuudella Intel RealSense D435 aktiivisella stereotunnistimella korkeuskartoitukseen, sekä kahdella FLIR Blackfly laajakulmaiskameralla RGB-kuvavirtojen tarjoamiseksi.
Robotti oli varustettu mikroskooppisella kuvankäsittelylaitteella (MICRO) ja MIRA RTX Raman -spektrometrillä, jonka on valmistanut sveitsiläinen yritys Metrohm. Nämä anturit asennettiin ETH:n (Eidgenössische Technische Hochschule – Sveitsin liittovaltion teknillinen korkeakoulu) sisäisesti kehittämään robottikäsivarteen.
Robotti ohjattiin etäyhteydellä operaattorin toimesta käyttäen graafista käyttöliittymää (GUI), joka näyttää digitaalisen korkeuskarttatiedon ja kamerakuvat, joihin komennot ja tehtävät lähetetään.
MICRO-kuvankäsittelyn tavoitteena on tallentaa lähikuvia kivenäytteiden tekstuurista, jyvästä ja väristä, mikä on ratkaiseva tietoaineisto kiven tyypin ja koostumuksen tunnistamiseksi. Se sisältää USB-mikroskoopin, 48 RGB-LED:n renkaan, aikamatkustus (ToF) -anturin ja ohjauselektroniikan. Vaahtorenkaat estävät hajavaloa pääsemästä sisään, kun MICRO on kosketuksessa kohteeseen.
Raman-spektrometri sisälsi infrapuna-virityslaserin, jonka aallonpituus on 785 nm ja maksimiteho 100 mW, mittausalueena 400–2 300 cm⁻¹ tarkkuudella 8–10 cm⁻¹. Tiedot täydentävät MICRO-havaintoa paljastaen tutkittujen kivien kemiallisen koostumuksen.
Tutkimus ihmisten kanssa & ilman ihmisiä
Kaksi operatiivista konseptia robottitieteelliselle kartoitukselle: yksi perinteisellä ihmisen ohjauksella, ja toinen monikohteisella, puoliksi autonomisella näytteenotolla minimaalisella ihmisen puuttumisella.
ihmisen avustamassa menetelmässä operaattori tunnisti kohteen kamerakuvasta ja valitsi navigointipisteen graafisessa GUI:ssa. Tämän jälkeen operaattori saattoi heti tarkastella saapuvia tietoja ja päättää, tarvitaanko lisämittauksia. Operaattori myös valitsi, kuinka monta Raman-mittausta toteutettiin ja määritteli niiden tarkat sijainnit kiven pinnalla.
puoliksi autonomisessa menetelmässä robotille annettiin etukäteen määritellyt komennot, mukaan lukien liikkuminen, reittipisteiden navigointi, instrumenttien käyttöönotto ja datan palautus. Kun ohjeet ladattiin, robotti suoritti kaikki tehtävät itsenäisesti, liikkumisesta robottikäsivarren käyttöönottoon ja tieteellisiin mittauksiin.
Kun mittaussekvenssi jokaisessa kohteessa on suoritettu, robotti jatkoi itsenäisesti suoritussykliään, siirtyen seuraavaan kohteeseen ja tallentaen tiedot jokaisen mittauksen jälkeen. Vasta kun kaikki mittaukset kaikissa kohteissa on suoritettu, robotti lähettää kerätyt tiedot tukiasemaan.
Analyysin tulokset vahvistivat erilaisten instrumenttien yhdistämisen hyödyllisyyden, sillä Raman- ja MICRO-analyysin yhdistelmä lisää mahdollisuutta tunnistaa kivi oikein.
Puoliksi autonominen menetelmä tunnisti oikein vähintään 1/3 kohteista per sykli, saavuttaen 100 % kohdetunnistuksen yhdessä neljästä analogimissiosta. Monikohteiset missiot kestoivat 12–23 minuuttia, kun taas ihmisen ohjaama missio vaati 41 minuuttia vastaavien analyysien suorittamiseen.
Vaikka tulokset eivät olleet täydellisiä, paljon onnistuneempaa analyysiä voitiin tehdä minuutissa, mikä johti yleisesti suurempaan tehokkuuteen. Tämä kokemus vahvisti, että autonomisemmat robotit voivat nopeasti kartoittaa laajoja alueita planeettojen pinnoilla.
Lisäksi, kun mielenkiintoinen näyte on tunnistettu, se voidaan manuaalisesti analysoida tutkijoiden toimesta jatkotutkimuksissa.
“Sen sijaan, että luotettaisiin pelkästään suuriin ja monimutkaisiin instrumenttipaketteihin, tulevat tehtävät voisivat käyttää ketteriä robotteja, jotka skannaavat ympäristön nopeasti ja merkitsevät lupaavat kohteet tarkempaa tutkimusta varten.”
Robottitutkimuksen parantaminen
Tutkijat huomauttivat myös, että käytetyt työkalut oli kehitetty ajatellen suoraa ihmisen ohjausta. Tämä tarkoittaa, että puoliksi autonominen robotti kärsi joskus kohteesta poikkeavasta käsivarren sijoittelusta, mikä johti sumennettuihin MICRO-kuviin tai liian kohinaan Raman-dataan.
Parannettu järjestelmä voisi sen sijaan toistaa testin pienillä automatisoiduilla käsivarren säätöillä sumennettujen kuvien tai huonon spektrometrian datan tapauksessa. Myös lisäautomaatio-ohjelmat voisivat auttaa.
“Siirtyäkseen vielä korkeammalle autonomian tasolle robotit voisivat havaita kiinnostavat kohteet itsenäisesti muodon, värin ja tekstuurin perusteella. Jos datansiirto on erittäin hidas (esim. ulkoisessa aurinkokunnassa), robotti voisi sitten itsenäisesti tehdä mittaukset näistä kohteista.”
Tämä järjestelmä ei myöskään hyödyntänyt viimeaikaisia tekoälyn edistysaskeleita, jotka voisivat antaa roboteille paljon suuremman autonomian tulevaisuudessa, kuten keskustelimme artikkelissa “Space 2.0: Autonomisten robottien ja tekoälyn nousu”. Joten vielä kehittyneemmät havaitsemis- ja skannausprotokollat voisivat tuoda tehokkaampia ja autonomisempia mittauksia. Tästä lähtien erikoistuneen tekoälymallin kouluttaminen todellisilla robottien keräämillä tiedoilla Marsilta tai Kuulta voisi tehdä tulevista tutkajärjestelmistä entistä tehokkaampia.
Sijoittaminen avaruusrobotiikkaan
Intuitive Machines
(LUNR )
Autonomisten sondien lähettäminen interstellaarisiin kohteisiin vaatii vahvaa asiantuntemusta suurten avaruussondien rakentamisessa ja niiden saattamisessa perille ehjinä. Tähän asti tämä on ollut pääasiassa julkisten instituutioiden, kuten NASA:n, ESA:n ja siihen liittyvien yliopistojen, tehtävä.
Tämä on muuttumassa, kun lähestymme hetkeä, jossa yksityiset yritykset voivat alkaa lähettää automatisoituja tai miehitettyjä tehtäviä asteroidien louhintaan, erityisesti lähellä Maata oleviin kohteisiin. Tällainen projekti on todennäköisesti seuraava askel tai toteutetaan rinnakkain miehitettyjen tehtävien paluun Kuuhun kanssa, joka on suunniteltu tulevina vuosina.
Vuonna 2013 Houstonissa, Texasissa perustettu Intuitive Machines on toistaiseksi erittäin “Kuun keskittynyt” yritys, kuten sen osaketunnus LUNR osoittaa, ja se on jo valittu neljään NASA:n kuumissioon, ja työllistää yli 400 henkilöä.
Lähde: Intuitive Machines
Se oli ensimmäinen kaupallinen yritys, joka onnistui laskeutumaan ja lähettämään tieteellisiä tietoja Kuulta. Se myös suoritti ensimmäisen LOx/LCH4 (nestemäinen happi, nestemäinen metaani) -moottorin laukaisun avaruudessa. Yritys työskentelee monien projektien parissa, jotka muodostavat perustan kuun infrastruktuurille tutkimusta ja asuttamista varten.
Ensimmäinen on “datansiirtopalvelu”, jonka teknologiaa testataan, ja lopulta tavoitteena on luoda kuun kiertoradan ympärille datansiirtokonglomeraatti.
Lähde: Intuitive Machines
Toinen osa on “Infrastruktuuri palveluna”. Sen tulisi sisältää telekommunikaatiopalvelut, GPS-paikannuspalvelut ja Lunar Surface Vehicles (LTV) -ajoneuvot, jotka kykenevät autonomiseen toimintaan.
Lähde: Intuitive Machines
Viimeinen osa on materiaalin toimittaminen kuun pinnalle. Tähän mennessä yritys on toimittanut tieteellisiä lastia Nova-C laskeutujalla, 4,3 metriä korkea laskeutuja (14 jalkaa), joka pystyy toimittamaan 130 kg lastia Kuuhun.
Seuraava askel on Nova-D laskeutuja, joka pystyy toimittamaan 1 500–2 500 kg materiaalia Kuuhun. Tämä lastikapasiteetti ja koko ovat tarpeen Lunar Terrain Vehicle (LTV) -ajoneuvon sekä 40 kW Fission Surface Power -ydinreaktorin toimittamiseen, jonka odotetaan virvoittavan kuun tukikohdan.
Lähde: Intuitive Machines
Yritys on saanut monia arvokkaita sopimuksia NASA:n kanssa, esimerkiksi Near Space Network -sopimuksen, jonka maksimiarvo on 4,82 miljardia dollaria. LTV-sopimuksen lopullinen päätös NASA:n toimesta kolmen mahdollisen toimittajan välillä odotetaan vuoden 2025 loppuun mennessä, ja sen arvo olisi myös enintään 4,6 miljardia dollaria.
NASA:n lisäksi yritys pyrkii monipuolistamaan asiakaskuntaansa, ja se valittiin huhtikuussa 2025 Texas Space Commissionin myöntämään enintään 10 miljoonan dollarin apurahan saajaksi.
Tämä tukee Maan uudelleensulkuajoneuvon ja kiertoradan valmistuslaboratorion kehittämistä, jonka tarkoituksena on mahdollistaa mikrogravitaation biotalous. Tämä uudelleensulkuajoneuvo tarjoaa myös varmuuskopion ja vähentää riskejä yrityksen tuleviin kuun näytteenpalautustehtäviin.
Toinen projekti on matalan tehon ydinstealth-satelliittien kehittäminen Yhdysvaltain ilmavoiman tutkimuslaboratoriolle JETSON-sopimuksen puitteissa.
Kun yritys saavuttaa positiivisen vapaan kassavirran Q1 2025 ja lunaarisen telekommunikaatiosopimuksen, se on nyt paljon turvallisempi sijoittajille, siirtyen kassaa polttavasta startupista vakiintuneeksi palveluntarjoajaksi kasvavalle avaruustaloudelle.
Ja se voisi muodostaa rakennuspalikan tulevalle syvän avaruuden tutkimukselle ja avaruusresurssien hyödyntämiselle, erityisesti kun siitä tulee luotettu kumppani NASA:lle tasavertaisena SpaceX:n (pian listautuvaan IPO:hon fuusion jälkeen xAI:n kanssa) tai Rocket Lab (RKLB ) kanssa.
(Voit lukea lisää Intuitive Machinesista sijoitusraportistamme, joka on omistettu yhtiölle.)
Uusimmat Intuitive Machines (LUNR) Osakeuutiset ja kehitykset
Viitattu tutkimus
1. Gabriela Ligeza, Philip Arm, et al. Semi-autonomous exploration of martian and lunar analogues with a legged robot using a Raman-equipped robotic arm and microscopic imager. Frontier Space Technologies, 31 maaliskuu 2026. Volyymi 7 – 2026 | https://doi.org/10.3389/frspt.2026.1741757
