Kitas NASA Mėnulio roveris veiks atvirojo kodo programine įranga

Menininko sukurtas VIPER Mėnulyje. NASA

2023 m. NASA paleis VIPER (Volatiles Investigating Polar Exploration Rover), kuris keliaus per Mėnulio paviršių ir medžios vandens ledą, kurį vieną dieną būtų galima panaudoti raketų kurui gaminti. Marsaeigis bus ginkluotas geriausiais NASA galinčiais sugalvoti instrumentais ir įrankiais: ratais, kurie gali tinkamai suktis Mėnulio dirvožemyje, grąžtu, galinčiu gilintis į nežemišką geologiją, technine įranga, galinčia išgyventi 14 mėnulio nakties dienų, kai temperatūra kris. iki ˗173 °C.

Tačiau nors daug VIPER yra unikalus, pritaikytas šiai misijai, didžioji dalis programinės įrangos, kurią ji naudoja, yra atvirojo kodo, o tai reiškia, kad ją gali naudoti, modifikuoti ir platinti bet kas bet kokiu tikslu. Jei ji bus sėkminga, misija gali būti daugiau nei tik pagrindo klojimas būsimai Mėnulio kolonijai – tai taip pat gali būti posūkio taškas, dėl kurio kosmoso pramonė kitaip mąsto apie tai, kaip ji kuria ir valdo robotus.

Kai kalbame apie kosmines misijas, atvirojo kodo technologija retai ateina į galvą. Reikia milžiniškų pinigų, kad sukurtume kažką, ką būtų galima paleisti į kosmosą, pasiekti tinkamą tikslą ir atlikti tam tikrą užduočių rinkinį už šimtų ar tūkstančių (arba šimtų tūkstančių) mylių. Priglausti tuos daiktus prie krūtinės yra natūralus polinkis. Tuo tarpu atvirojo kodo programinė įranga dažniausiai siejama su menku programavimu mažesniems projektams, pvz., hakatonams ar studentų demonstracinėms versijoms. Kodas, užpildantis internetines saugyklas, pvz GitHub dažnai yra nebrangus sprendimas grupėms, kuriose trūksta grynųjų ir išteklių, reikalingų norint sukurti kodą nuo nulio.

Tačiau kosmoso pramonė sparčiai auga, iš esmės dėl to, kad reikia didesnės prieigos prie kosmoso. O tai reiškia pigesnių ir labiau prieinamų technologijų, įskaitant programinę įrangą, naudojimą.

Net didesnėms grupėms, tokioms kaip NASA, kur pinigai nėra problema, atvirojo kodo metodas gali lemti stipresnę programinę įrangą. Skrydžių programinė įranga, sakyčiau, šiuo metu yra gana vidutiniška erdvėje, sako Dylanas Tayloras, „Voyager Space Holdings“ pirmininkas ir generalinis direktorius. (Pavyzdys: „Boeing“ „Starliner“ bandomojo skrydžio nesėkmė 2019 m., o tai buvo dėl programinės įrangos gedimų .) Jei tai atvirojo kodo, protingiausi mokslininkai vis tiek gali pasinaudoti didesnės bendruomenės patirtimi ir atsiliepimais, jei iškiltų problemų, kaip tai daro kūrėjai mėgėjai.

Iš esmės, jei jis yra pakankamai geras NASA, jis tikriausiai turėtų būti pakankamai geras visiems kitiems, bandantiems valdyti robotą už šios planetos. Vis daugėjant naujų įmonių ir naujos nacionalinės agentūros aplink pasauli Norintiems paleisti savo palydovus ir zondus į kosmosą, mažinant sąnaudas, pigesnė robotikos programinė įranga, galinti užtikrintai atlikti tokius rizikingus veiksmus kaip kosminė misija, yra didžiulė dovana.

Atvirojo kodo programinė įranga taip pat gali padėti atpiginti patekimą į kosmosą, nes ji sukuria standartus, kuriuos gali priimti ir su kuriais dirbti gali visi. Galite pašalinti dideles išlaidas, susijusias su specializuotu kodavimu. Atvirojo kodo sistemos paprastai yra tai, su kuo jau dirba nauji inžinieriai. Jei galime tiesiog tai panaudoti ir išplėsti šį dujotiekį nuo to, ko jie išmoko mokykloje, iki to, ką jie naudoja skrydžio misijose, tai sutrumpina mokymosi kreivę, sako Terry Fong, NASA Ames tyrimų centro Kalifornijoje vyriausiasis „Intelligent Robotics Group“ robotikas. , ir VIPER misijos vadovo pavaduotojas. Tai leidžia mums greičiau pasinaudoti mokslinių tyrimų pasaulio pažanga ir pradėti ją skraidyti.

NASA naudoja atvirojo kodo programinę įrangą daugelyje mokslinių tyrimų ir plėtros projektų jau maždaug 10–15 metų – agentūra laikosi platus katalogas naudojamo atvirojo kodo. Tačiau šios technologijos vaidmuo faktiniuose robotuose, siunčiamuose į kosmosą, vis dar atsiranda. Viena iš agentūros išbandytų sistemų yra „Robot Operating System“ – atvirojo kodo programinės įrangos sistemų rinkinys, kurį prižiūri ir atnaujina ne pelno organizacija „Open Robotics“, kurios pagrindinė būstinė taip pat yra Mauntin Vju. ROS jau naudojamas Robonaut 2, humanoidiniame robote, kuris padėjo atlikti tyrimus Tarptautinėje kosminėje stotyje, taip pat autonominiame robote. Astrobee robotai šurmuliuoja aplink TKS, kad padėtų astronautams atlikti kasdienes užduotis.

Tarptautinėje kosminėje stotyje esantis robotas Astrobee veikia ROS.

NASA

ROS vykdys ir palengvins užduotis, kurios yra labai svarbios vadinamam skrydžio antžeminiu valdymu. VIPER važiuos NASA darbuotojai, kurie valdys daiktus iš Žemės. Antžeminio skrydžio valdymas naudos VIPER surinktus duomenis, kad sukurtų realiojo laiko žemėlapius ir Mėnulyje esančios aplinkos vaizdus, ​​kuriuos roverio vairuotojai galėtų naudoti saugiai naviguoti. Kitos roverio programinės įrangos dalys taip pat turi atvirojo kodo šaknis: pagrindines funkcijas, tokias kaip telemetrija ir atminties valdymas, valdo programa, vadinama pagrindinė skrydžio sistema (cFS) , kurią sukūrė pati NASA ir galima nemokamai GitHub . VIPER misijos operacijas už paties rover vykdo Atidarykite MCT , taip pat sukūrė NASA.

Palyginti su Marsu, Mėnulio aplinką labai sunku fiziškai imituoti Žemėje, o tai reiškia, kad išbandyti roverio aparatinę ir programinę įrangą nėra lengva. Šiai misijai, sako Fong, buvo prasmingiau remtis skaitmeniniais modeliais, kurie galėtų išbandyti daugelį roverio komponentų, įskaitant atvirojo kodo programinę įrangą.

Kita priežastis, dėl kurios misija yra tinkama naudoti atvirojo kodo programinę įrangą, yra ta, kad mėnulis yra pakankamai arti, kad beveik realiuoju laiku būtų galima valdyti marsaeigį, o tai reiškia, kad kai kuri programinė įranga neturi būti pačiame marsaeigyje ir gali veikti. vietoj to žemėje.

Nusprendėme, kad roboto smegenys būtų padalintos tarp Mėnulio ir Žemės, sako Fongas. Kai tik tai padarėme, tai atvėrė galimybę naudoti programinę įrangą, kuri neapsiriboja spinduliuote stipriu skrydžio skaičiavimu, o vietoj to galime naudoti tiesiog parduodamus komercinius stalinius kompiuterius. Taigi galime pasinaudoti tokiais dalykais kaip ROS ant žemės – tai, ką tiek daug žmonių taip reguliariai naudoja. Mes neturime pasikliauti tik pritaikyta programine įranga.

VIPER neveikia su 100% atvirojo kodo programine įranga – pavyzdžiui, jo skrydžio sistemoje naudojama itin patikima patentuota programinė įranga. Tačiau nesunku pastebėti, kad būsimos misijos perima ir plečia tai, ką vykdys VIPER. Įtariu, kad galbūt kitas NASA roveris veiks „Linux“, sako Fongas.

Niekada nebus įmanoma naudoti atvirojo kodo programinės įrangos visais atvejais. Gali kilti problemų dėl saugumo ir dėl to kai kurios šalys gali visiškai laikytis patentuotų technologijų (nors atvirojo kodo platformų pranašumas yra tai, kad kūrėjai dažnai labai viešai kalba apie tai, kad ieško trūkumų ir siūlo pataisas). Fongas taip pat pabrėžia, kad kai kurios misijos visada bus per daug specializuotos arba pažangios, kad būtų labai pasikliautos atvirojo kodo technologijomis.

Vis dėlto ne tik NASA kreipiasi į atvirojo kodo bendruomenę. „Blue Origin“ neseniai paskelbė apie partnerystę su keliomis NASA grupėmis, siekdama koduoti robotų intelektą ir autonomiją sukurta iš atvirojo kodo sistemų (bendrovė atsisakė pateikti detalių). Mažesnės iniciatyvos, tokios kaip Laisvos erdvės fondas Graikijoje, kuri tiekia atvirojo kodo aparatinę ir programinę įrangą mažų palydovų veiklai, susilauks daugiau dėmesio, nes skrydžiai į kosmosą ir toliau pigsta. Ten yra domino efektas, sako Brianas Gerkey, Open Robotics generalinis direktorius. Kai turite didelę organizaciją, pvz., NASA, viešai pasakydami: „Mes priklausome nuo šios programinės įrangos“, kitos organizacijos nori rizikuoti ir įsigilinti bei atlikti reikiamą darbą, kad ji veiktų joms.

paslėpti