ЭРГОНОМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КОСМОНАВТОВ С АНТРОПОМОРФНЫМИ РОБОТАМИ ПОМОЩНИКАМИ

© Ю.В.Лончаков, В.А.Сиволап, И.Г.Сохин, В.Г.Сорокин, Б.В.Бурдин
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "К.Э. Циолковский и проблемы профессиональной деятельности космонавтов"
2016 г.

Анализ мировых тенденций развития пилотируемой космонавтики показывает, что стратегические перспективы этой отрасли человеческой деятельности связаны с освоением Луны и осуществлением межпланетных полетов к Марсу и ближайшим астероидам. По сравнению с выполнением пилотируемых космических полетов вокруг Земли реализация межпланетных миссий представляет собой более сложную задачу. В этой связи особый интерес представляет использование антропоморфных робототехнических систем для поддержки деятельности экипажей. Такие антропоморфные роботы-помощники экипажей (РПЭ) имеют некоторые преимущества по сравнению с другими робототехническими конструкциями при выполнении полетных операций. В частности, можно дистанционно управлять РПЭ в копирующем режиме. В качестве человека-оператора, управляющего РПЭ, может быть член экипажа или оператор наземного Центра управления полетами.

При создании и применении антропоморфных роботов-помощников актуальными становятся проблемы эффективной организации взаимодействия с ними космонавтов. Возникают вопросы, каким образом при дистанционном управлении РПЭ обеспечить высокий уровень интерактивности человеко-машинного интерфейса, сохраняя при этом «естественность» ведения диалога и оперативность реагирования на изменения в рабочей среде. Большие перспективы в этом отношении открывает использование технологий виртуальной реальности. Качество управления роботом может быть повышено с помощью индуцированной виртуальной среды, содержащей виртуальные модели робота и окружающей обстановки. В этой среде в масштабе реального времени на основе телеметрических данных воспроизводятся все действия реального робота. В многопортовом режиме отображения виртуальной среды (одновременно из нескольких виртуальных камер) можно с разных ракурсов наблюдать действия робота и более точно управлять им.

Использование технологий виртуальной реальности также имеет большое значение при лабораторных и полунатурных эргономических исследованиях, позволяя оценить характеристики разрабатываемого человеко-машинного интерфейса «космонавт-РПЭ». В Центре подготовки космонавтов были проведены экспериментальные исследования пользовательских характеристик программно-аппаратного комплекса рабочего места космонавта-оператора и процессов дистанционного управления антропоморфным РПЭ с эмуляцией выполняемых сценариев взаимодействия 3D-моделей РПЭ и окружающей обстановки.

В докладе представлены основные результаты проведенных экспериментальных исследований.