Robot mutaforma come questi potrebbero essere proprio ciò di cui abbiamo bisogno per esplorare Titano
Quando si tratta di esplorazione dello spazio, sono i robot che fanno la maggior parte del lavoro. Questa tendenza continuerà man mano che inviamo missioni sulla superficie di mondi sempre più lontani nel Sistema Solare. Ma affinché i robot siano efficaci negli ambienti difficili che dobbiamo esplorare, come Titano, la luna di Saturno, abbiamo bisogno di robot più capaci.
Un nuovo robot che la NASA sta sviluppando potrebbe essere il prossimo passo nell'esplorazione robotica.
La luna di Saturno, Titano, è nella lista di qualsiasi scienziato planetario di potenziali bersagli per l'esplorazione. Ma qualsiasi missione su Titano dovrà fare i conti con un ambiente diverso da qualsiasi altro: temperature rigide, criovulcani , grotte e laghi e mari - e pioggia - di idrocarburi liquidi. In quell'ambiente, un rover in stile MSL Curiosity farebbe fatica.
La NASA, da sempre un'agenzia che guarda al futuro, sta lavorando a qualcosa che possa affrontare le sfide di Titano: un robot mutaforma composto da più robot più piccoli che possono autoassemblarsi.
In un pizzico di praticità, lo chiamano Shapeshifter.
Shapeshifter non è un robot, ma diversi. Li chiamano 'cobot' e i singoli cobot possono volare, rotolare a terra e nuotare mentre sono immersi. Questo rende Shapeshifter adatto per esplorare Titano, l'unico altro mondo nel Sistema Solare con liquido sulla sua superficie.
Nell'illustrazione di questo artista di come potrebbe funzionare Shapeshifter su Titano, il robot si divide in singoli robot che possono esplorare una cascata dall'aria. Credito immagine: NASA/JPL-Caltech/Marilynn Flynn
Il tecnologo di robotica Ali Agha è il principale investigatore del JPL per Shapeshifter. In un comunicato stampa ha detto: “Abbiamo informazioni molto limitate sulla composizione della superficie del terreno roccioso, laghi di metano, criovulcani – potenzialmente abbiamo tutto questo, ma non lo sappiamo per certo. Quindi abbiamo pensato a come creare un sistema che fosse versatile e in grado di attraversare diversi tipi di terreno ma anche abbastanza compatto da poter essere lanciato su un razzo”.
Il team dietro Shapeshifter include ricercatori delle università di Stanford e Cornell. Quando hanno sviluppato il concetto di un robot autoassemblante composto da robot più piccoli, li hanno chiamati 'cobot'. Quando i singoli cobot si uniscono in uno, il prototipo rotola sulla superficie come una specie di enorme ruota di criceto. Quando la missione lo richiede, i singoli cobot possono separarsi dal tutto e volare o nuotare verso i loro obiettivi. Almeno è così che è immaginato in questo primo prototipo stampato in 3D testato al JPL.
La versione di Shapeshifter in fase di test in questo momento è semi-autonoma, ma se l'idea si concretizza, dovrà autoassemblarsi autonomamente, senza attendere istruzioni individuali dalla Terra. Con i progressi nell'intelligenza artificiale e nella robotica, questo è probabilmente dietro l'angolo.
Un'illustrazione dei piccoli robot che formano Shapeshifter. Soprannominati 'cobot', ognuno di loro ha un'elica per volare e può combinarsi per formare una sfera, rotolando a terra per risparmiare energia. Credito immagine: NASA/JPL-Caltech
Shapeshifter è stato sviluppato sotto il Concetti avanzati innovativi della NASA (NIAC). NIAC fornisce finanziamenti graduali a concetti avanzati e visionari, per prendere idee futuristiche e coltivarle verso la praticità. NIAC è dietro il Sottomarino Titano , il Tramoggia di Tritone , e altri progetti.
Anche l'Innovative Advanced Concepts (NIAC) della NASA è dietro il Titan Submarine (a sinistra) e il Triton Hopper (a destra). Crediti immagine: a sinistra: NASA. A destra: NASA/S. Olesen
Sebbene Shapeshifter sia solo una macchina concettuale stampata in 3D in questo momento, è una chiara indicazione della direzione che sta prendendo l'esplorazione robotica. C'è versatilità in questo approccio che è adatto per esplorare luoghi lontani come Titano. Accanto a questa versatilità multi-bot c'è la possibilità di un tipo di ridondanza integrata: se un cobot funziona male o non funziona per qualche motivo, non minaccerà necessariamente l'intera missione.
Mutaforma non sarebbe solo su Titano. Farebbe parte di un progetto di missione più ampio che include una nave madre. La nave madre sarebbe in superficie e potrebbe servire come fonte di energia per Shapeshifter. Poiché l'atmosfera di Titano è così densa e nebbiosa, ed è così lontana dal Sole, una missione su Titano sarebbe probabilmente alimentata da un generatore termico di radioisotopi (RTG.) I piccoli cobot sarebbero probabilmente alimentati a batteria e si ricaricherebbero con un RTG trasportato sulla nave madre.
Ma i cobot più piccoli sosterrebbero anche la nave madre. Poiché l'atmosfera di Titano è così densa, il volo è più facile che qui sulla Terra. L'investigatore principale Ali Agha afferma che i cobot sarebbero in grado di lavorare insieme per sollevare la nave madre e trasportarla in nuove posizioni. Ciò contribuirebbe solo alla versatilità di Shapeshifter.
'Spesso accade che alcuni dei luoghi più difficili da raggiungere siano i più scientificamente interessanti perché forse sono i più giovani o si trovano in un'area che non è stata ben caratterizzata dall'orbita', ha affermato Jason Hofgartner, responsabile del JPL scienziato per Mutaforma. 'La straordinaria versatilità di Shapeshifter consente l'accesso a tutti questi luoghi scientificamente interessanti'.
Agha calcola che 10 cobot potrebbero facilmente sollevare un lander delle dimensioni di Huygens (circa 9 piedi o 3 metri di larghezza) e portalo delicatamente in luoghi diversi.
La missione Dragonfly della NASA su Titano sfrutterà la densa atmosfera della luna per volare in luoghi diversi. In questa illustrazione, il drone elicottero Dragonfly sta scendendo sulla superficie di Titano. Immagine: NASA
La NASA ha già annunciato una missione su Titano con il suo Libellula velivoli ad ala rotante. La libellula non sa nuotare, ma può volare in luoghi diversi ed effettuare misurazioni in volo, oltre a condurre operazioni di superficie. Quel tipo di versatilità è l'ideale per esplorare Titan e Shapeshifter è ancora più versatile.
È troppo presto per dire se Shapeshifter o qualcosa del genere sarà la prossima missione pianificata su Titano. Ma non sarà sorprendente se un giorno, un robot che discende da Shapeshifter si fa strada intorno a Titano volando, rotolando e nuotando.