Space Station Support

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宇宙実証を成功させたGITAIのロボットアーム

GITAIは、国際宇宙ステーション(ISS)や低軌道(LEO)での商業宇宙ステーション向けに、IVR・EVRサービスを提供しています。GITAIの持つ1m、1.5m、10mと長さが異なる各自立型ロボットアームは、グラップル・エンドエフェクタを持ち、太陽電池パネルの組み立て、なんらかの繰り返し操作、ペイロードやステーションモジュールの移動、検査・修理、人間の船外活動の支援、宇宙船の停泊支援など、必要な用途に応じてツールを切り替えて作業を行うことが可能です。

GITAIの宇宙用汎用ロボットは、様々な作業を行うことができます。実際、2021年10月にISSのナノラック・ビショップ・エアロック内でGITAIの自律型宇宙ロボット S1 が技術実証を行い、宇宙空間での組み立て作業やIVA作業を実施し、成功しました。このプロジェクトでは、Nanoracksが打ち上げの機会、軌道上での運用、データダウンリンクを提供しました。NASAは、GITAIロボットのISSへの打ち上げと、NASAの宇宙飛行士によるペイロードの取り付けを担当しました。以下は、ISSで行われた技術検証の映像です。

Space Structure assembling inside the ISS

今回の技術実証では、GITAI S1が、ボタンを押す、スイッチを押す、ケーブルを抜き差しする、など、通常はクルーが行うIVAタスクの一部を実施しました。また、太陽電池パネルやRFアンテナを模した宇宙構造物を組み立てるISA(In-Space Assembly)タスクも実施しました。これらのタスクは、GITAIが独自に開発した以下のようなソフトウェアに基づいて、半自動的に行われます:

  • ロバストなフィデューシャルマーカーを用いた知覚。
  • トラジェクトリキャッシングを用いたモーションプランニング
  • イメージセンサとメカニカルセンサを用いた作業の検証

自律行動 と遠隔操作

GITAIは自律型ロボットを提供していますが、全てのGITAIロボットは遠隔操作システムで操作することも可能です。「GITAI H1」は、ロボットを監視し、遠隔操作するためのシステムです。GITAI H1は、ロボットの映像をMR(複合現実)表示するHMD(ヘッドマウントディスプレイ)を搭載し、オペレータは直感的にロボットを操作することができます。これにより様々な作業に対して柔軟な運用を実現します。ISS内での技術実証では、ヒューストンのナノラック・ミッションコントロールセンター(BRIDGE)からの遠隔操作で、スイッチ・ケーブル操作などのIVA作業が行われました。

Remote operation from ground

ISS 船外での技術実証

次のチャレンジとして、2023年にビショップエアロックの外にGITAIの自律型ロボットを設置し、技術実証を行う予定です。この技術実証では、GITAIの長さ1.5mの自律型双腕ロボット「S2」を用いて、宇宙ステーション外部の厳しい宇宙環境において宇宙保守・組立・製造(ISAM)を自律的に実施することを目指します。

GITAIは、すでに2022年2月に宇宙航空研究開発機構(JAXA)の8m級恒温熱真空槽で、同型の自律型ロボットの技術実証に成功しています。GITAIは、同様の技術デモンストレーションを宇宙で実証することにより、NASAのTechnology Readiness Level 7(宇宙でのシステムとしての実現可能性の確認)の達成を目指します。下図は、本技術実証の概要です。

 

KEY TECHNOLOGIES


GITAI S10

Overview

GITAI S10は、米国で複数の企業が開発を進めている商業宇宙ステーションむけの全長10mの自律型ロボットアームです。GITAI S10は、NASAの技術成熟度(TRL)3に相当する様々な試験に成功しています。

Specifications

  • 長さ: 10m
  • 制御: 自律動作 / 遠隔操作

GITAI S2

Overview

GITAI S2は、全長1.5mの自律型双腕ロボットです。模擬宇宙環境でのISAMタスクの実証実験に成功し、すでにNASAの技術成熟度(TRL)6に到達しています。2023年に国際宇宙ステーション(ISS)に打ち上げられ、ISS外で複数の技術実証を行い、TRL7を達成する予定です。

Specifications

  • 長さ: 1.5m (Dual Arm)
  • DOF: 7+1 for each arm
  • 制御: 自律動作 / 遠隔操作

GITAI S1

Overview

GITAI S1は、全長1.0mの自律型ロボットアームです。2022年にISSのナノラック・ビショップ・エアロック内部に設置され、構造物やパネルの組み立て(In-Space Assembly)と、スイッチ操作やケーブル操作などの船内活動(In-Vehicle Activity)のの2つの作業を成功させました。

Specifications

  • 長さ: 1.0 m
  • DOF: 8+1 for hand
  • 消費電力: 200 W
  • 制御: 自律動作 / 遠隔操作

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