25. August 2017
Astronaut im All übt Zusammenarbeit mit Roboter auf der Erde für zukünftige Marsmissionen

"Jus­tin, bit­te über­neh­men!"

War­tung ei­ner So­lar­an­la­ge
Bild 1/3, Credit: DLR (CC-BY 3.0).

Wartung einer Solaranlage

Im Rah­men des ME­TE­RON SUP­VIS Jus­tin-Ex­pe­ri­ments am 25. Au­gust 2017 setz­te DLR-Ro­bo­ter "Rol­lin' Jus­tin" ver­schie­de­ne Auf­ga­ben selbst­stän­dig um. Die Auf­trä­ge er­teil­te ESA-Astro­naut Pao­lo Nes­po­li per Ta­blet-PC von der ISS aus. Im Bild: Rol­lin' Jus­tin hat sich mit ei­ner So­lar­an­la­ge ver­bun­den und liest die Da­ten aus. Ent­spre­chend der Feh­ler­ana­ly­se führt der ro­bo­ti­sche Co-Wor­ker an­schlie­ßend die er­for­der­li­chen War­tungs­ar­bei­ten aus.
Mensch-Roboter-Kooperation
Mensch-Ro­bo­ter-Ko­ope­ra­ti­on
Bild 2/3, Credit: DLR (CC-BY 3.0).

Mensch-Roboter-Kooperation

Rol­lin' Jus­tin steu­ert ei­ne So­lar­an­la­ge für War­tungs­ar­bei­ten an. Auf dem Bild­schirm im Hin­ter­grund ist ESA-Astro­naut Pao­lo Nes­po­li li­ve von der In­ter­na­tio­na­len Raum­sta­ti­on zu­ge­schal­tet, wel­cher den Ro­bo­ter aus der Fer­ne na­vi­gie­ren lässt.
Vor­be­rei­tung für den Mars
Bild 3/3, Credit: DLR (CC-BY 3.0).

Vorbereitung für den Mars

Ein Be­fehl, ei­ne Ein­ga­be aus der Fer­ne und DLR-Ro­bo­ter Rol­lin' Jus­tin führt selbst­stän­dig ei­ne kom­ple­xe Auf­ga­be aus - ei­ne wich­ti­ge Fä­hig­keit für künf­ti­ge Mars­mis­sio­nen und den Ein­satz in le­bens­feind­li­chen Um­ge­bun­gen auf der Er­de.

  • Erstmalig wird ein humanoider Roboter als intelligenter Co-Worker von der ISS aus gesteuert.
  • Die wissenschaftlichen Daten und Erkenntnisse sollen bei zukünftigen Marsmissionen verwendet werden.
  • Die Technologie zur Mensch-Roboter-Kooperation in der Raumfahrt wird auch für irdische Anwendungen genutzt.
  • Schwerpunkte: Raumfahrt, Robotik, künstliche Intelligenz

Erstmalig konnte am 25. August 2017 der italienische ESA-Astronaut Paolo Nespoli von der Internationalen Raumstation (ISS) aus den Roboter "Rollin’ Justin" beim Deutschen Zentrum für Luft-und Raumfahrt (DLR) fernsteuern: Der Roboter im DLR-Institut für Robotik und Mechatronik in Oberpfaffenhofen wurde dabei mit einem Tablet von der ISS aus gesteuert – bei der Durchführung verschiedener Aufgaben ist Justin dann anschließend auf sich allein gestellt und muss mithilfe künstlicher Intelligenz entscheiden, wie einzelne Arbeitsschritte auszuführen sind. Diese Aufgaben sind Teil des "SUPVIS Justin"-Experiments und werden im Rahmen des METERON-Projekts (Multi-Purpose End-to-End Robotic Operation Network) zusammen mit der europäischen Raumfahrtorganisation ESA durchgeführt.

Steuerung aus dem All

"Mit dem SUPVIS-Justin-Experiment setzen wir den Grundstein für die Zusammenarbeit von Astronauten und intelligenten, humanoiden Robotern bei der Besiedlung fremder Planeten und Monden", sagt Prof. Alin Albu-Schäffer, Leiter des DLR-Instituts für Robotik und Mechatronik. "Weil der Roboter über leistungsfähige lokale Intelligenz verfügt, reicht für den Astronauten ein Tablet-PC aus, um den Roboter bei komplexen Tätigkeiten anzuleiten", so Albu-Schäffer.

In diesem ersten Experiment der Reihe befiehlt der ESA-Astro­naut Pao­lo Nes­po­li dem Roboter Rollin’ Justin, eine eigens im Labor in Ober­pfaf­fen­ho­fen eingerichtete Solaranlage zu warten, den Zustand mehrerer Solarpaneele zu überprüfen und etwaige Fehler zu beheben. Im März diesen Jahres hatte Nespoli den Versuchsaufbau um Rollin‘ Justin in Oberpfaffenhofen kennengelernt und mit dem DLR-Forschungsteam um Dr. Neal Lii verschiedene Fragestellungen diskutiert. Im Mai trainierte der Astronaut Paolo Nespoli die Versuchsreihe im Europäischen Astronautenzentrum (EAC) in Köln.

Blick auf eine zukünftige Marsmission

"Für das ‚METERON SUPVIS Justin‘-Team am DLR und bei der ESA ist es eine besondere Aufgabe, die Telerobotik im Bereich der Raumfahrt voranzubringen, und zwar mit Blick auf eine effizientere Erforschung unseres Sonnensystems", unterstreicht Lii. "Mit diesem Projekt möchten wir bestehende Grenzen überwinden, um aus Robotern ernstzunehmende Co-Worker für verschiedene Aufgaben in der Raumfahrt zu machen. Im Bereich der planetaren Exploration sollen so auf lange Sicht die Astronauten entlastet werden", führt Lii weiter aus.

Relevanz hat das Projekt auch für eine zukünftige Marsmission: Der Astronaut kann dann im Orbit von einem Raumschiff aus Roboter zu unterschiedlichen Stellen des Planeten steuern, ohne dafür landen und vor Ort sein zu müssen. Der Astronaut überwacht vielmehr lediglich den Ablauf und gibt dem Roboter die Reihenfolge der Aufgaben vor. Für den Astronauten gefährliche Tätigkeiten können ebenfalls an den Roboter delegiert werden. Die langfristige Zielsetzung des Projekts ist die Mensch-Roboter-Kooperation in der Raumfahrt mit Blick auf die Erforschung und Besiedlung entfernter Planeten.

In diesem Projekt arbeitet das DLR mit dem EAC der ESA - Eu­ro­pean Space Agen­cy, der Da­nish Ae­ro­space Com­pa­ny, dem Deutschen Raumfahrtkontrollzentrum (GSOC) im DLR, Airbus und der amerikanischen Weltraumbehörde NASA zusammen. Auch der deutsche ESA-Astronaut Alexander Gerst soll das Experiment während seiner HORIZON-Mission im kommenden Jahr von der ISS aus durchführen.

Auf der Erde finden die Technologien ebenfalls Anwendung, wie Albu-Schäffer erklärt: "Erst Ende Juli 2017 startete Staatsministerin Ilse Aigner das bayerische Projekt SMiLE, in dem die gleiche Tablet-App Angehörigen erlauben soll, Assistenzroboter in Wohnungen von unterstützungsbedürftigen Personen zu steuern - ein zukunftsweisender Transfer vom All in besondere Lebensumgebungen."

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  • Miriam Poetter
    Kom­mu­ni­ka­ti­on Ober­pfaf­fen­ho­fen, Augs­burg, Weil­heim
    Deut­sches Zen­trum für Luft- und Raum­fahrt (DLR)

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  • Prof. Dr.-Ing. Alin Olimpiu Albu-Schäffer
    In­sti­tuts­lei­ter
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