과제: NASA는 아르테미스(Artemis)를 통해 우주 비행사를 달로 돌려보내려는 노력만 하는 것이 아니다.

화성과 그 너머로 사람들을 데려가는 데 필요한 기술을 개발할 수 있도록 달 표면에 장기적으로 존재하기 위한 기반을 마련하기를 희망한다.

우주비행사가 달과 화성에서 오랜 시간을 보내기를 원한다면, 외부 기반 시설을 구축하고 유지 관리할 수 있는 방법이 필요하다. 우주비행사에게는 서식지, 발전소, 통신 타워 등이 필요하다.

우주 로봇: 이 모든 것을 지구에서 제조하여 우주로 보내는 것은 엄청난 비용이 들기 때문에 NASA는 지역 자원으로 만든 기본 빌딩 블록으로 외부 구조물을 자율적으로 건설하는 로봇 시스템을 설계하는 다른 접근 방식을 취하고 있다.

그들은 이 기술을 ARMADAS("자동화된 재구성 가능 임무 적응형 디지털 조립 시스템 Automated Reconfigurable Mission Adaptive Digital Assembly Systems")라고 부르며 지난 1월 사이언스 로보틱스에 로봇 시연을 자세히 설명하는 논문을 발표했다.

작동 방식: ARMADAS 데모에는 세 개의 우주 로봇이 포함되었다. 두 개의 빌더 봇(SOLL-E, " 전 방향 스케일링 격자 이동 탐색기 Scaling Omni Direction Lattice Locomoting Explorer"라고 함)과 한 개의 고정 로봇(MMIC-I, "모바일 메타머티리얼 내부 공동 통합자 Mobile Metamaterial Internal Co-Integrator"라고 함)이다.

NASA / Dominic Hart/ SOLL-E 봇은 구조물 외부에 있고 MMIC-I 로봇은 복셀 내부에 있다.

SOLL-E는 아치형 튜브 모양이며 인치 웜처럼 움직인다. 튜브의 앞쪽 끝이 앞으로 나아간 다음 뒤쪽 끝이 따라간다. 이 로봇은 NASA가 "복셀"이라고 부르는 와이어 프레임 빌딩 블록을 운반하고 배치하도록 설계되었다.

ARMADAS의 수석 엔지니어인 크리스틴 그레그(Christine Gregg)는 "복셀은 다양한 재료와 제조 공정으로 만들 수 있다."고 말했다. "결국 우주 응용을 위해 우리는 달이나 다른 행성에서 발견한 물질로 복셀을 만들고 싶다."

MMIC-I 로봇도 인치웜처럼 움직이지만 SOLL-E 봇보다 짧고 복셀 내부를 이동할 수 있을 만큼 작다. SOLL-E가 복셀을 배치한 후 그 임무는 블록을 구조의 나머지 부분에 고정하는 것이다.

시연 과정에서 세 개의 우주 로봇은 256개의 복셀을 사용하여 100시간 만에 창고 크기의 대피소를 구축했다. NASA는 로봇에게 대피소에 대한 계획을 제공했지만 어떻게 건설하는지 알려주지는 않았다. 로봇은 소프트웨어 알고리즘에 의존하여 최선의 접근 방식을 알아냈다.

그레그는 "로봇이 본질적으로 3D 그리드의 구조에 각각의 작은 단계를 정렬하기 때문에 계산 및 감지 요구 사항이 낮은 간단한 알고리즘으로 높은 수준의 자율성 목표를 달성할 수 있다"고 말했다. "시스템은 머신 비전이나 외부 측정 수단 없이 자체적으로 구축되고 오류를 수정한다."

미래 전망: NASA는 차폐 및 태양광 패널을 포함한 다양한 유형의 빌딩 블록을 다룰 수 있도록 우주 로봇을 훈련시키는 데 중점을 두고 ARMADAS를 계속 개발할 계획이다.

ARMADAS 수석 조사관인 케니 청(Kenny Cheung)은 "작은 빌딩 블록으로 대형 구조물을 만들면 가장 저렴한 비용으로 좋은 재료를 사용할 수 있다."고 말했다. "만들 수 있는 구조물의 크기는 공급할 수 있는 빌딩 블록의 수에 의해서만 제한된다."