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Archive pour le mot-clef ‘Dextre’

Article initialement publié sur IEEE Spectrum / Automaton blog

Canadarm 1

CANADIAN MUSCLE: The Space Shuttle Endeavour’s robotic manipulator Canadarm 1 hands off a payload to the International Space Station (out of frame), which is also equipped with a mechanical arm, the Canadarm 2. A new ISS arm, Dextre, will become operational later this year. Photo: NASA (19 July 2009)

At a moment when the world is celebrating the historic lunar landing of Apollo 11, even the crew on the International Space Station found time to pay homage. But then, it’s back to work, as the astronauts continue with their busy schedule of construction and scientific work.

For the current mission, the astronauts count on a tireless partner: the robotic manipulator Canadarm 2. With space exploration at the center of earthlings’ attention, I thought it’d be great to learn more about this amazing space telemanipulator. And I couldn’t find a better person to talk to than Alexandre Grégoire-Rousseau, a mission planning engineer at the Canadian Space Agency (CSA).

The goal of the current mission is, among other things, to install two Japanese modules to the ISS. This process will take 16 days and involve three robots: the Canadarm 2 on the ISS, its older brother Canadarm 1 on the Space Shuttle, and an arm on Kibo, one of the Japanese modules. A true robotic ballet in outer space!

Those who have programmed robotic manipulators would have their brains tingling while hearing Grégoire-Rousseau describe how the arms work and all the challenges involved. Each mission requires that the planners prepare new control algorithms and trajectories for the different payloads.

“Every two-week mission takes two to three years to plan,” he says. “Fifty percent of our time is to define the actual mission scenario; the other 50 percent is to think about the what if’s.”

One interesting challenge is that, whereas industrial manipulators are bolted to factory floors that remain stationary, the Canadarm 2 is attached to the ISS, which floats in space. That means the dynamics of the arm is coupled with the ISS’s dynamics. Move the arm and conservation of momentum may cause the space station to move too. Grégoire-Rousseau says they haven’t had problems lately, because the ISS is getting heavier.

“Still,” he adds, “it is sometimes necessary to activate the gyros or in rarer cases the thrusters of the Station to maintain its attitude while the arm is moving around.”

The arm was originally designed for assembly tasks. But since it became operational, mission planners have come up other uses, such as positioning cameras for inspection or moving the astronauts around when they are out of the ISS. In fact, during the current mission, the Canadarm 2 will also be used to move an astronaut who has to replace electronic components on the ISS as part of an extra-vehicular walk.

Direct mechanical interactions between robots and humans is an area that receives a lot of attention from Grégoire-Rousseau’s team and other research labs on Earth. It’s a hot topic in robotics and presents many challenges related to control and safety. Just think that the ISS crew is maneuvering a 17.6 meter long manipulator … in free space. No need to say that a failure could have dramatic consequences up there.

To ensure flawlessness, astronauts plan a lot, train a lot, and operate very slowly to make sure that they have time to react. Many layers of safety wrap the operations. The arm can detect faults and stop its own operation, execute pre-planned parameterized trajectories, or follow joystick commands from the astronaut watching it on video displays from inside the ISS. Teams in Houston and at CSA’s headquarters near Montréal continuously monitor the telemetry information sent back to Earth.

But it seems that the best is still to come in terms of robotics and the ISS. Dextre, whose official name is the Special Purpose Dexterous Manipulator, is a torso with two smaller arms that will be added at the end of the Canadarm 2. Dextre was assembled on site last spring, and it’s docked and tested, ready to come into action around October of this year. The main innovation in Dextre? It comes from the use of force-torque sensors, which will enable fine manipulation.

“Dextre could insert a DVD into a player”, Grégoire-Rousseau says. “Its capabilities will significantly reduce the number of necessary extra-vehicular astronaut walks.”

dextre

Le robot Dextre est parti aujourd’hui vers la station spatiale internationale. Ce torse à deux bras se retrouvera au bout du Canadarm2. Il servira pour effectuer la maintenance de la station. Vous pourrez suivre le déploiement de ce chef-d’œuvre sur le site de la mission STS-123 et dans les médias durant les jours à venir.

Éventuellement, il est possible que Dextre soit équipé de mains SARAH développées au Laboratoire de Robotique de l’Université Laval. Des versions de cette main sont actuellement testées à l’Agence Spatiale Canadienne et chez MDRobotics, fabricant des manipulateurs spatiaux canadiens.

À l’annonce de cette nouvelle, je réitère mon voeux que cette technologie demeure canadienne et ne soit pas vendue. Nous avons tous payé avec nos taxes le développement de cette expertise. En ce moment, aucun autre pays n’a autant d’expérience en robotique spatiale que le Canada. Pour combien de temps encore? C’est un créneau que nous nous sommes accaparés. Le bras canadien a été construit par le privé, mais il a été financé en totalité par l’Agence. Maintenant que la technologie est mature, il faut capitaliser dessus pour bâtir toute une industrie autour de la robotique spatiale, pas la vendre!

[Photo: Agence Spatiale Canadienne]

sarah robot hand

SARAH (Self-Adaptive Robot auxiliary Hand), la main créée par l’inventeur en résidence au laboratoire de robotique de l’Université Laval Thierry Laliberté, se retrouve sur Popular Science puisqu’elle fait partie de la boite à outils de Dextre. Ce-dernier est un torse robotique qui se retrouvera au bout du CANADARM-2, sur la Station spatiale internationale. SARAH est une main dont la mécanique s’adapte naturellement à la forme des objets, sans contrôle complexe. Sa robustesse en font une candidate idéale pour les missions spatiales. Le BMT (Blanket Manipulation Tool), petit frère de SARAH permettant d’enlever une couverture de protection thermique pour l’entretien de satellite se trouve aussi dans la boite à Dextre présentée par le magazine. SARAH a aussi une cousine au Royaume-Uni, SARAH-UK, qui sert pour faire le ménage de déchets radioactifs.

Voir plus d’information et des vidéos de la main sur le site du Labo.

J’ai déjà fait référence à deux reprises au robot Dextre, aussi appelé SPDM (ici et ). L’Agence spatiale canadienne a annoncé aujourd’hui que le robot ambidextre est maintenant prêt pour l’espace. Tiré du communiqué:

Dextre est le troisième et dernier élément du service d’entretien mobile faisant partie de la contribution canadienne à la station. Avec ses deux bras, Dextre sera assez agile pour effectuer la majorité des tâches des astronautes à l’extérieur de la station, ce qui décroît significativement les risques pour ces derniers.

Aux deux extrémités de ce torse robotique risque de se retrouver la main SARAH, une beauté conçue et fabriquée au Laboratoire de robotique de l’Université Laval.