Gezegensel Mikro Botlar. İmaj kredisi: NASA Ayrıntı için tıklayınız
Penny Boston, Bölüm I ile söyleşi
Uzak yıldızlara seyahat etmek veya başka bir dünyada yaşam bulmak istiyorsanız, biraz planlama gerektirir. Bu yüzden NASA, NASA Gelişmiş Kavramlar Enstitüsü NIAC'ı kurdu. Son birkaç yıldır NASA, bilim insanlarını ve mühendisleri kutunun dışında düşünmeye, bilim kurgu sadece bu tarafında fikirler bulmaya teşvik ediyor. Umutları, bu fikirlerin bazılarının ortadan kalkması ve ajansa yol boyunca 20, 30 veya 40 yıl kullanabileceği teknolojiler sunmasıdır.
NIAC rekabetçi bir temelde finansman sağlar. Sunulan düzinelerce teklifin sadece bir avuç finansmanı var. Faz I fonlaması asgari düzeydedir, araştırmacıların kağıt üzerinde fikirlerini ortaya koymaları için yeterlidir. Fikir liyakat gösteriyorsa, araştırmanın saf konseptten ham prototip aşamasına kadar devam etmesine izin vererek Faz II finansmanı alabilir.
Bu yılın başlarında Faz II fonu alan projelerden biri, Dr. Penelope Boston ve Dr. Steven Dubowsky arasında, yer altı mağaraları da dahil olmak üzere tehlikeli arazileri araştırabilecek “atlamalı mikrobotlar” geliştirmek için yapılan bir işbirliğiydi. Proje devam ederse, Mars yüzeyinin altındaki yaşamı aramak için bir gün atlamalı mikrobotlar gönderilebilir.
Boston, orada yaşayan mikroorganizmaları inceleyerek mağaralara çok zaman harcıyor. Mağara ve Karst Araştırmaları Programı'nın direktörü ve Socorro, New Mexico'daki New Mexico Tech'in doçentidir. Dubowsky, Cambridge, Massachusetts'teki MIT'de MIT Saha ve Uzay Robotik Laboratuvarı'nın direktörüdür. Kısmen yapay kaslar üzerine yaptığı araştırmalarla tanınıyor.
Astrobiyoloji Dergisi, Dubowsky ve II. Aşama NIAC hibesini aldıktan kısa bir süre sonra Boston'la röportaj yaptı. Bu iki bölümlü röportajın ilkidir. Astrobiyoloji Dergisi (AM): Siz ve Dr. Steven Dubowsky geçtiğimiz günlerde NIAC'tan Mars'ta yer altı mağaralarını keşfetmek için minyatür robotlar kullanma fikri üzerinde çalışmak için fon mu aldınız? Bu proje nasıl ortaya çıktı?
Penny Boston (PB): Dünyadaki mağaralarda, bu eşsiz ortamların mikrobiyal sakinlerine bakmaya oldukça fazla çalıştık. Mars ve diğer dünya dışı organlarda yaşam formları aramak için şablonlar olarak hizmet edebileceklerini düşünüyoruz. 1992'de Chris McKay ve Michael Ivanov ile birlikte Mars'ın alt yüzeyinin jeolojik zaman içinde daha soğuk ve daha kuru hale geldikçe bu gezegendeki yaşamın son sığınağı olacağını öne sürdüm. Bu bizi dünyadaki yeraltı yüzüne bakma işine soktu. Yaptığımızda, yeraltı görünüşe göre yerli olan inanılmaz bir organizma dizisi olduğunu keşfettik. Mineraloji ile etkileşime girer ve benzersiz biyo-imzalar üretir. Bu yüzden bizim için çok verimli bir alan oldu.
Bu gezegende bile zor mağaralara girmek o kadar kolay değil. Bunu robotik dünya dışı görevlere çevirmek biraz düşünmeyi gerektirir. Mars'tan en azından lav tüpü mağaraları için farklı jeomorfolojik kanıtlar gösteren iyi görüntüleme verilerimiz var. Mars'ın gelecekteki görevler için yararlı bir bilimsel hedef olabilecek en az bir tür mağaraya sahip olduğunu biliyoruz. Başka mağara türleri de olduğunu düşünmek mantıklı ve Mars'ta benzersiz mağara oluşturan (speleogenetik) mekanizmaları araştıran Amerika Jeoloji Derneği Özel Gazetesinde basında bir makalemiz var. Büyük yapışma noktası, bu kadar zorlu ve zor arazilerde nasıl dolaşılacağıdır.
AM: Projenin ilk aşamasında ne yaptığınızı anlatabilir misiniz?
PB: Faz I'de, küçük, çok sayıda (dolayısıyla harcanabilir), büyük ölçüde özerk olan ve engebeli arazilere girmek için gerekli hareketliliğe sahip robotik birimlere odaklanmak istedik. Dr.Dubowsky’nin yapay kas aktive robotik hareketle devam eden çalışmalarına dayanarak, neredeyse, Meksikalı atlama fasulyeleri gibi, tenis topları büyüklüğünde, çok sayıda küçük minik küre fikri geldi. Kas enerjisini depolarlar, tabiri caizse, sonra kendilerini çeşitli yönlere fırlarlar. Bu şekilde hareket ediyorlar.
kredi: R.D.us Frederick tarafından işlendi
Büyük Ölçekli Gezegensel Yüzey ve Yeraltı Keşfi için Gezegensel Ayar. Daha büyük görüntü için resme tıklayın.
Resim Kredisi: R.D.us Frederick
Muhtemelen bu adamlardan yaklaşık bin kişiyi mevcut MER'lerden (Mars Keşif Gezicileri) büyüklüğünde bir yük kütlesine toplayabileceğimizi hesapladık. Bu bize birimlerin büyük bir yüzdesini kaybetme esnekliği kazandıracak ve hala keşif ve algılama, görüntüleme ve hatta belki de diğer bazı bilim işlevlerini yerine getirebilecek bir ağa sahip olacak.
AM: Tüm bu küçük küreler birbirleriyle nasıl koordine ediliyor?
PB: Sürü olarak davranıyorlar. Çok basit kurallar kullanarak birbirleriyle ilişki kurarlar, ancak bu, kolektif davranışlarında öngörülemeyen ve tehlikeli arazilerin taleplerini karşılamalarını sağlayan büyük bir esneklik üretir. Öngördüğümüz nihai ürün, bu küçük adamların umut verici bir iniş alanına gönderilmesi, inişten çıkması ve daha sonra kendilerini bir ağ olarak konuşlandırdıkları bazı yeraltı yüzeylerine veya diğer tehlikeli arazilere geçmelerini sağlıyor. Düğümden düğüme temelinde bir hücresel iletişim ağı oluştururlar.
AM: Atladıkları yönü kontrol edebiliyorlar mı?
PB: Sonuçta çok yetenekli olmaları için beklentilerimiz var. Faz II'ye geçtikçe, Stanford'daki Fritz Printz ile ultra küçük minyatür yakıt hücreleri üzerinde çalışıyoruz, bu da bu küçük adamlara güç veriyor ve bu da oldukça karmaşık şeyler yapabilmelerini sağlıyor. Bu yeteneklerden biri, gittikleri yön üzerinde bir miktar kontrole sahip olmaktır. Bunların, tercihen bir yönde veya başka bir yöne gitmelerine izin verebilecek belirli yollar vardır. Düz bir yolda ilerleyen tekerlekli geziciler olsaydı olduğu kadar kesin değil. Ancak tercihli olarak gitmek istedikleri yönde az ya da çok kendilerini yapamazlar. Bu yüzden onların yön üzerinde en azından kaba bir kontrole sahip olmalarını öngörüyoruz. Ancak değerlerinin büyük bir kısmı, genişleyen bir bulut olarak sürü hareketleriyle ilgilidir.
MER gezicileri kadar harika, bildiğim bilim türü için, Rodney Brooks'un MIT'de öncülük ettiği böcek robotu fikrine daha benzer bir şeye ihtiyacım var. Böcek istihbaratı modelinden faydalanabilmek ve keşif için uyarlanabilmek beni çok cezbetmişti. Bunu Dr.Dowowsky’nin zıplama fikrinin sağladığı eşsiz hareketliliğe ekleyerek, bu küçük birimlerin makul bir yüzdesinin yeraltı arazisinin tehlikelerine karşı hayatta kalmasını sağlayabilir - ki bu benim için büyülü bir kombinasyon gibi görünüyordu.
HB: Yani Aşama I'de bunlardan herhangi biri gerçekten inşa edildi mi?
PB: Hayır. Faz I, NIAC ile, ilgili teknolojilerin son teknolojisini kapsamak için altı ay süren beyin zorlayan, kalem iten bir çalışmadır. II. Aşamada, iki yıllık bir süre boyunca sınırlı miktarda prototipleme ve saha testi yapacağız. Bu, gerçek bir görev için ihtiyaç duyulandan çok daha azdır. Ancak, elbette, NIAC’ın 10 ila 40 yıl arasındaki teknolojiyi incelemesinin görevi budur. Bunun muhtemelen 10 ila 20 yıl arasında olduğunu düşünüyoruz.
AM: Bunlara ne tür sensörler veya bilimsel ekipman koyabileceğinizi düşünüyorsunuz?
PB: Görüntüleme açıkça yapmak istediğimiz bir şey. Kameralar inanılmaz derecede küçüldükçe ve sağlamlaştıkça, boyut aralığında bu şeylere monte edilebilecek birimler zaten var. Muhtemelen bazı birimler büyütme kabiliyeti ile donatılabilir, böylece üzerine düştükleri malzemelerin dokularına bakılabilir. Küçük kameraların çektiği görüntüleri birçok farklı küçük birime entegre etmek gelecekteki gelişim alanlarından biridir. Bu, bu projenin kapsamı dışında, ancak görüntüleme için düşündüğümüz şey bu. Ve sonra, kesinlikle kimyasal sensörler, çok kritik olan kimyasal ortamı koklayabiliyor ve hissedebiliyorlar. Küçük lazer burunlarından gazlar için iyon seçici elektrotlara kadar her şey.
Bunların hepsinin aynı değil, daha ziyade farklı sensör türleriyle donatılmış yeterli sayıda üniteye sahip bir topluluk olmasını öngörüyoruz, böylece oldukça yüksek sayıda birim kaybı olsa bile, olasılık hala yüksek olacak, hala tam bir sensör paketine sahip olacaktı. Her bir ünitenin üzerinde devasa bir sensör yükü bulunmasa da, diğer üniteleriyle önemli ölçüde örtüşmesi için yeterli olabilir.
AM: Biyolojik test yapmak mümkün olacak mı?
PB: Sanırım. Özellikle baktığımız zaman çerçevesini hayal ediyorsanız, kuantum noktalarından çip üzerinde laboratuvar cihazlarına kadar her şeyle çevrimiçi olan ilerlemeler. Tabii ki, zorluk bunlara örnek materyal almaktır. Ancak, atlamalı mikro robotlarımız gibi yerle temas eden küçük birimlerle uğraşırken, bunları doğrudan test etmek istedikleri malzemenin üzerine yerleştirebilirsiniz. Mikroskopi ve daha geniş alan görüntüleri ile birlikte, ciddi bir biyolojik çalışma yapma yeteneğinin olduğunu düşünüyorum.
AM: İki yıllık projenizde hangi kilometre taşlarını vurmayı umduğunuzu biliyor musunuz?
PB: Mart ayına kadar ilgili hareketliliğe sahip ham prototiplerimiz olabileceğini tahmin ediyoruz. Ancak bu aşırı hırslı olabilir. Mobil birimlerimiz olduğunda, planımız New Mexico'da bilim yaptığımız gerçek lav tüpü mağaralarında saha testi yapmaktır.
Saha sitesi zaten test edildi. Aşama I'in bir parçası olarak MIT grubu çıktı ve onlara biraz mağaracılık ve arazinin gerçekte nasıl olduğunu öğrettim. Onlar için büyük bir göz açıcıydı. MIT salonları için robotlar tasarlamak bir şey, ama onları gerçek dünyadaki kayalık ortamlar için tasarlamak başka bir şey. Hepimiz için çok eğitici bir deneyimdi. Sanırım tasarımlarıyla buluşmaları için şartların ne olduğu konusunda oldukça iyi bir fikirleri var.
AM: Bu koşullar neler?
PB: Son derece dengesiz arazi, bu adamların geçici olarak sıkışabileceği çok sayıda yarık. Bu yüzden, en azından makul bir başarı şansı ile kendilerini serbest bırakmalarını sağlayacak çalışma modlarına ihtiyacımız olacak. Son derece pürüzlü bir yüzeyde görüş hattı iletişiminin zorlukları. Büyük kayaların üstesinden gelmek. Küçük çatlaklara takılmak. Bu tür şeyler.
Lav pürüzsüz değil. Lav tüplerinin içi, oluştuktan sonra kendiliğinden pürüzsüzdür, ancak büzülen, çatlayan ve aşağı düşen çok fazla malzeme vardır. Bu yüzden, etrafta dolaşmak için moloz yığınları ve bir çok yükseliş değişikliği var. Bunlar geleneksel robotların yapamayacakları şeyler.
Orijinal Kaynak: NASA Astrobiyoloji
