تصميم وتطوير روبوت مساعد مريخي لضمان سلامة رواد الفضاء خلال استكشاف السطح

يواجه استكشاف البيئات الخارجية المتعلقة بمهمة القمر-المريخ تحديات كبيرة للرواد، بما في ذلك فترات طويلة من العزلة، والإجهاد البدني، والتعرض لظروف خطرة. بالنظر إلى ذلك، فإن تطوير أنظمة روبوتية متكاملة تضمن سلامة الإنسان وتمكن من تحقيق أقصى قدر من العلم والاكتشاف خلال المهمات المريخية أمر حيوي لتنفيذ المهام بشكل مثالي. في هذه الورقة، نقترح تطوير روبوت مساعد مصمم خصيصًا لدعم الاستكشاف الأولي لرواد الفضاء لمريخ. الهدف الرئيسي من هذا الروبوت هو توفير المساعدة في أنشطة الاستكشاف المتنوعة والجهود التجريبية، مع إعطاء الأولوية لسلامة فريق البعثة. يتضمن مفهوم المهمة استخدام روبوت نقل للوصول إلى وجهة محددة. بعد ذلك، سيرافق الرواد روبرت مساعد لإجراء استكشاف للموقع. سيركز المستكشفون البشر تحقيقاتهم على المناطق النسبية السهلة والسريعة، بينما سيعبر الروبوت التضاريس الأكثر تعقيدًا وخطورة. مع تزايد معرفة الكوكب الأحمر، يتبين أن العديد من الأهداف العلمية عالية القيمة هي إما فوهات أو كهوف أو تلال شديدة الانحدار أو وديان، وهي مواقع يصعب الوصول إليها بالنسبة لأنظمة الحركة التقليدية. تقدم هذه الورقة تصميم روبوت جديد يتميز بنظام حركة هجينة معدلة. التصميم المقترح يتضمن تكوين سداسي الأرجل معدل من الروبوت الهجين ATHLETE، تم تعديله لإنشاء نظام حركة مناسب للاكتشاف الذاتي. سيشمل الروبوت أيضًا روبوت لافحة لاستكشاف الكهوف والشقوق والفتحات العميقة التي تعتبر صعبة الوصول أو خطرة على الروبوت. ستتمكن الكاميرا الأمامية لروبوت اللافحة من استكشاف هذه المواقع في الطيف تحت الأحمر لاكتشاف الجليد. يحتوي الروبوت على مجموعة متنوعة من أدوات الاستكشاف التي ستلعب دورًا حيويًا في جمع البيانات لأغراض البحث العلمي واتخاذ قرارات مستنيرة، مما يمكّن من آليته. يعتمد على خوارزميات رؤية آلية ومعالجة الصور في الوقت الحقيقي لتمكين تنقل الذاتي. يتكون حمول الروبوت من معدات مصممة لتقديم الدعم الطبي، والموارد الإضافية، والمساعدة البدنية للحالات الطبية الطارئة أو المهمات الاستكشافية الممتدة. كجزء من بنية مراقبة الصحة لهذا المفهوم، يستخدم الروبوت خوارزميات الذكاء الاصطناعي لتحليل البيانات، واكتشاف أي شذوذ أو مخاطر صحية على الفور، وإرسال تنبيهات في الوقت المناسب إلى موقع البعثة على سطح المريخ. توضح الورقة التصميم الميكانيكي لمفهوم هذا الروبوت وتقنيات الخوارزميات لملاحة الذاتية. كما تناقش المعلمات التقنية والتشغيلية التي تشمل الأنظمة الفرعية والوظائف ونظام الاتصالات لهذا الروبوت المساعد المريخي. ستؤسس نتائج هذه الدراسة أساسًا للبحوث المستقبلية. ستساهم في تقدم استكشاف الفضاء لفترة طويلة لمهمات مأهولة مستقبلية إلى الأجرام السماوية خارج نظامنا الشمسي.