Astrobot CIMON-2 po wstępnych testach na ISS

CIMON-2, czyli poprawiona wersja europejskiego astrobota Crew Interactive MObile CompanioN, dostał się na Międzynarodową Stację Kosmiczną w dniu 5 grudnia 2019 roku, na pokładzie statku towarowego Dragon misji CRS-19. Urządzenie przeszło pierwsze testy na pokładzie ISS już w styczniu br. - ich przebiegu doglądał włoski astronauta Luca Parmitano w ostatnim miesiącu swojego drugiego półrocznego pobytu na orbicie. W tym czasie zebrano pierwszą serię danych badawczych, które przesłano następnie na Ziemię do twórców systemu w celu analizy.

CIMON to sferycznie ukształtowany, swobodnie latający demonstrator technologii działający w oparciu o algorytmy sztucznej inteligencji i zaprojektowany do nawiązywania interakcji z człowiekiem. System ma ułatwić m.in. badania naukowe nad skutkami stresu i izolacji podczas długoterminowych misji pozaziemskich.

Mały robotyczny asystent został opracowany i zbudowany w Niemczech, przez inżynierów spółki Airbus na zamówienie agencji kosmicznej DLR. Podobnie jak jego poprzednik, CIMON-2 będzie trwale wykorzystywany w europejskim module badawczym Columbus. Planuje się, że pozostanie na ISS do trzech lat.

Włoch Luca Parmitano wykonał szereg testów działania astrobota CIMON-2 - na przykład autonomicznych możliwości lotu, nawigacji sterowanej głosem oraz zdolności do rozpoznawania i wykonywania różnych zadań. Po raz pierwszy asystentowi astronauty udało się także polecieć do określonego punktu w module ISS Columbus. Dzięki możliwościom nawigacji CIMON-2 był w stanie wykonywać polecenia głosowe wydawane przez Parmitano, udając się do wskazanego miejsca, niezależnie od tego, skąd miał zacząć przemieszczanie się. Przykładowo, podczas uruchamiania nowego sprzętu i oprogramowania astronauta poprosił astrobota o przelot do laboratorium eksperymentów biologicznych (Biolab) w module Columbus.

Zadanie asystenta polegało także na robieniu zdjęć i nagrywaniu filmów w europejskim module ISS na żądanie - a następnie pokazywaniu ich astronaucie. Dzięki takiej funkcjonalności CIMON-2 będzie pomocny w przyszłych eksperymentach naukowych na ISS.

W obecnej wersji demonstratora konstruktorzy zainstalowali bardziej czułe niż w jego poprzedniku (CIMON) mikrofony. Zadeklarowali także udoskonalenie jego poczucia kierunku, znacząco poprawili zdolności AI oraz stabilność zainstalowanych aplikacji. Przede wszystkim jednak, astronauci mogą także aktywować funkcję CIMON-2, która pozwala asystentowi analizować emocje wyrażane w mowie oraz okazywać empatię podczas interakcji z ludźmi.

Cały projekt badawczy ma na celu także zbadanie, czy inteligentni asystenci tacy jak CIMON mogą pomóc zmniejszyć stres spowodowany pobytem w kosmosie. Jako partner i asystent CIMON mógłby wspierać obciążonych zadaniami astronautów w prowadzeniu eksperymentów oraz pracach konserwacyjnych i naprawczych, zmniejszając w ten sposób ich narażenie na stres. W ten sposób demonstrator technologii CIMON może stanowić punkt odniesienia do budowy robotycznych systemów wsparcia psychologicznego, które mogłyby zmniejszyć stres wynikający z izolacji lub dynamiki grupy podczas długich misji kosmicznych. Podobne systemy mogłyby również pomagać w minimalizowaniu analogicznych problemów występujących na Ziemi.

Jak deklarują twórcy systemu, nowe ulepszone urządzenie i jego oprogramowanie działają do tej pory jak należy. Zespół CIMON z DLR, Airbusa, IBM, Uniwersytetu Ludwiga Maximiliana w Monachium (LMU) i Centrum Obsługi Użytkownika ESA Biotesc w Lucernie (Szwajcaria) są zadowoleni z wydajności najnowszego demonstratora.

„Rodzina” CIMON

Interaktywny asystent astronauty CIMON został opracowany i zbudowany przez pracowników Airbusa w Friedrichshafen i Bremie - na potrzeby niemieckiego Centrum Administracji Kosmicznej (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, DLR). Jego powstanie sfinansowało niemieckie Federalne Ministerstwo Gospodarki i Energii. Sztuczną inteligencję sterowaną głosem zapewnia technologia AI Watson, pochodząca od firmy IBM Cloud. Naukowcy ze Szpitala Uniwersyteckiego im. Ludwiga Maximiliana w Monachium (LMU) pomogli opracować i nadzorują ludzkie aspekty systemu pomocy. Biotesc z Uniwersytetu w Lucernie odpowiada za działanie CIMON w module Columbus ISS i wspiera z Ziemi interakcję astronautów z asystentem.

Około 50-osobowy zespół projektowy z DLR, Airbusa, IBM i LMU pracował nad CIMON-1 przez dwa lata, od sierpnia 2016 roku. Eksperymentalny prototyp przebywał na pokładzie ISS od 2 lipca 2018 roku do 27 sierpnia 2019 roku. Zadebiutował 90-minutową pracą 15 listopada 2018 roku, nawiązując interakcję z niemieckim astronautą ESA, Alexandrem Gerstem. CIMON nazwą nawiązuje do fikcyjnej postaci profesora Simona Wrighta - robotycznego asystenta, a właściwie „latającego mózgu”, występującego w japońskim serialu science fiction pt. „Captain Future”.

Po udanej misji CIMON-1 jako pierwszy europejski autonomiczny robot towarzyszący ludziom w locie kosmicznym wrócił na Ziemię, gdzie został ogłoszony niemieckim dobrem kultury. Wersję CIMON-2 zbudowało w niecały rok 20 pracowników z tego samego zespołu.

CIMON-2 z bliska

Opracowany i zbudowany w Niemczech CIMON to eksperyment technologiczny mający na celu wsparcie astronautów i zwiększenie wydajności ich pracy. Asystent jest w stanie pokazać i wyjaśnić informacje i instrukcje dotyczące prowadzonych eksperymentów naukowych i napraw. Jego zaletą jest kontrolowany głosem dostęp do dokumentów i mediów, gdyż pozwala to astronautom mieć obie ręce wolne.

CIMON może być również używany jako kamera mobilna, aby zaoszczędzić czas pracy załogi. W szczególności może być wykorzystywany do wykonywania rutynowych zadań, takich jak dokumentowanie eksperymentów, wyszukiwanie obiektów i inwentaryzacja. CIMON "potrafi" widzieć, słyszeć, rozumieć i mówić. Może orientować się za pomocą kamer stereo i o wysokiej rozdzielczości, których używa do rozpoznawania twarzy - a także dwóch innych aparatów zamontowanych po bokach, których używa do robienia zdjęć i filmów dokumentujących. Czujniki ultradźwiękowe mierzą odległości do innych obiektów, aby zapobiec potencjalnym kolizjom. „Uszami” CIMON jest osiem mikrofonów do określania kierunków i dodatkowy mikrofon kierunkowy do poprawy rozpoznawania głosu. „Usta” asystenta to zintegrowany głośnik, za pomocą którego może mówić lub odtwarza muzykę.

CIMON nie ma funkcji samouczenia się - wymaga aktywnego instruktażu przez człowieka. Sercem sztucznej inteligencji, pozwalającej robotowi rozumieć ludzką mowę, jest wspomniana już technologia Watson AI od firmy IBM Cloud. Technologię AI używaną z kolei do autonomicznej nawigacji dostarczył natomiast Airbus. Służy ona do planowania ruchu i rozpoznawania obiektów. CIMON porusza się swobodnie i obraca we wszystkich kierunkach dzięki 12 wewnętrznym wirnikom. Pozwalają one asystentowi po wywołaniu zwrócić się w stronę astronauty, skinąć i "potrząsnąć głową" oraz podążać za astronautą - samodzielnie lub na polecenie.