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直观控制航天器群的通信和飞行激光手势系统来啦!

作者:澳门皇冠   来源:皇冠赌场   时间:2019-05-19 00:14  点击:

  与大型航天器相比,小型航天器的光圈更大,能更好地观测地面和空间目标。因此,小型航天器集群在地球观测、全球定位和通信技术等方面表现出显著优势。然而,同时有效地操作大量航天器已被证明是一件极具挑战性的工作。现有方法通常依赖于大量地面工作人员的人工操作,成本很高。站2月12日报道,美国亚利桑那大学的研究人员在arXiv发布了一种利用激光束来组织和管理航天器集群的方法。这种方法较常规方法更容易大规模实施。项目研究人员称:“10多年来,我们一直在研究如何以更少的人控制数量众多的机器人、无人机和宇宙飞船。目前,部分技术已经能完全自主,不需人类参与其中。”

  在之前的研究中,研究人员试图找到一种方法来有效控制数千个机器人。他们希望这种方法具有直观性,以简化操作人员的培训,并降低他们在关键时刻的压力水平。研究人员解释说:“我们的想法受到了乐队指挥的启发——我们尝试寻找一种物理方法,使人能够像管弦乐队指挥那样操纵宇宙飞船群。虽然我们无法拥有魔杖,但使用激光束可以达到同样的效果。”

  这项激光技术利用太阳能电池板作为传感设备,对宇宙飞船上的激光束进行感测。宇宙飞船的太阳能电池板也可以独立感测激光,并且其也恰好占据了空间卫星表面最大的面积。因此它们是可以作为理想的传感设备的。研究人员认为,太阳能电池板可以在被分成小方块后进行激光感测。激光照射到太阳能电池板的不同位置,就可能产生不同的指令。分区块的太阳能电池板扮演的角色类似于智能手机的触摸屏。作为备份,研究人员还在飞船上放置了数码相机,以探测太空中的激光运动。太阳能电池板、电源和控制电路,以及嵌入式二次推进装置构成的航空器“智能皮肤”,可以在激光束的影响下产生相互作用,使操作人员能够在一组航天器中选择一个“引航者”,并为编队飞行设定参数。研究人员认为,这项技术与电影《安德的游戏》(Enders Game)中设定很相似,少数操作员就能对成百上千的航天器和机器人发号施令。

  研究人员设计的界面完全基于手势动作,因此不需要操纵杆或大量编码。操作者只需在太阳能电池板上画出一个特定的符号或手势,就能将信息传递给宇宙飞船。研究人员解释说:“我们的方法变得更加直观,操作员只需要使用一系列手势就能控制航空器群。这大大降低了错误率。在微重力三维空间中,控制宇宙飞船的编队是一项艰巨的任务。我们让操作员脱离了描述性指令的束缚,转而直接付诸行动。但值得注意的是,由于激光手势的直观性很强,以至于黑客入侵风险也较高。因此,对于我们设计的系统而言,安全是一切的基础。”为了提升系统安全性,研究人员采用了对激光信号本身进行编码加密等安全措施。

  接下来,研究人员希望进一步推进他们的激光手势系统,并寻找潜在赞助商,使其可以用于特定的环境,例如军事、太空交通管理和安全与救援应用等。

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