МАНИПУЛЯЦИОННАЯ РОБОТОТЕХНИКА И ОСВОЕНИЕ КОСМИЧЕСКОГО ПРОСТРАНСТВА

© А.И.Тимофеев
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "К.Э. Циолковский и проблемы профессиональной деятельности космонавтов"
2007 г.

В свете развития идей К.Э. Циолковского по освоению космического пространства рассматриваются 3 направления развития манипуляционной робототехники:

1. Спецманипуляторы с ручным управлением легкого типа с изменяемыми длиной (до 2х м.) и линией вылета, оснащенные 1 захватным устройством и микровидеокамерой как новый инструментарий для космонавтов различных специальностей – индекс «А».

2. Спецманипуляторы с ручным управлением тяжелого типа с изменяемой длиной вылета (до 6 м.), оснащенные 1-2х захватными спецустройствами и микровидеокамерой и устанавливаемые стационарно на мобильных транспортных средствах и космических кораблях – индекс «В».

3. Автономные интеллектуальные манипуляционные мобильные роботы спецназначения для полной автоматизации технологических операций тех областей деятельности, где применение спецманипуляторов нецелесообразно – индекс «С».

Все 3 направления основаны на техническом моделировании функциональной системы человека – системы захвата, что предусматривает моделирование как мыслительных процессов человека на уровне принятия решения (с применением прогнозирования результатов действия), так и моделирование реализации этого решения на поведенческом уровне в условиях изменяемой недетерминированной среды.

Технически это выражается в оснащении робототехники специальными адаптивными захватными устройствами (АЗУ и автономные системы управления) с многозвенными пальцами и ладонью матричного типа, предназначенными для безударного захвата неориентированных объектов сложных форм и обеспечения надежности захвата.

Носителем спецманипулятора легкого типа («А») является рука космонавта, носителем АЗУ спецманипулятора тяжелого типа («В») – механизм сбалансированного манипулятора, носителем АЗУ интеллектуального робота («С») – механизм руки робота.

В случае отрицательного прогноза надежности захвата выявляются в автоматическом режиме причины этого прогноза, а оптимальное решение по передислокации АЗУ с использованием функциональной избыточности принимается космонавтами – в вариантах «А» и «В», или роботом – вариант «С».

Тем самым моделируется одно из замечательных свойств естественного интеллекта – возможность предвидения результата развития цепи событий (результата действия) в неопределенной среде с принятием адекватного решения на основе оценки (в нашем случае) физической ситуации в системе «АЗУ – объект», причем все силы в точках контакта – активные участники событий, – как векторные величины, – остаются неизвестными в течение всего процесса формирования прогноза (условия «скрытой» исходной информации), а форма представления информации - преимущественно нечисловая, образная (знаковая система), что не имеет аналогов в практике мирового роботостроения.