En una zona remota de la Estación Espacial Internacional (ISS), tres pequeños cubos robóticos, cariñosamente llamados Bumble, Honey y Queen, están redefiniendo audazmente el papel de la automatización en el espacio. Estas unidades autónomas son parte de la plataforma robótica Astrobee de la NASA, que ha acumulado de manera impresionante más de 1000 horas de operación en microgravedad desde su debut.
A diferencia de los brazos robóticos y rovers más prominentes que a menudo atraen la atención del público, Astrobee opera discretamente dentro de la nave espacial. Está diseñado para realizar funciones vitales en un entorno donde la presencia humana es constante pero los recursos son limitados. Desarrollados en el Centro de Investigación Ames de la NASA en Silicon Valley, estos robots de 12,5 pulgadas están equipados con funciones avanzadas que incluyen cámaras, sensores, brazos posados y un sistema de propulsión basado en ventilador. Su objetivo principal es realizar tareas repetitivas y que consumen mucho tiempo y que tradicionalmente requerían el esfuerzo manual de los astronautas.
José Benavides, director de proyectos de Astrobee, enfatizó la importancia de esta tecnología y dijo: «El futuro de los viajes espaciales depende de nuestra capacidad para automatizar más lo que sucede dentro de la nave espacial». Enfatizó que Astrobee hace posibles estos avances sin aumentar los riesgos ni quitar tiempo a los astronautas. Desde que entró en funcionamiento en 2019, el equipo de Benavides ha realizado más de 130 sesiones de prueba, lo que demuestra su potencial para cambiar la forma en que la NASA aborda las misiones espaciales de larga duración.
A primera vista, Astrobee puede confundirse con un altavoz inteligente de gran tamaño. Sin embargo, el interior esconde un avanzado sistema de navegación visual-inercial, junto con una bodega de carga modular y un mecanismo para posarse que imita una extremidad robótica. Estas capacidades permiten a Astrobee realizar inspecciones automatizadas, capturar datos de video, transportar materiales livianos y acoplarse de forma autónoma para cargar, eliminando la necesidad de la participación de astronautas.
A medida que la NASA se embarca en misiones extendidas a la Luna y eventualmente a Marte, los asistentes robóticos como Astrobee están surgiendo como componentes cruciales. Cada momento de tiempo ahorrado por la tripulación y cada detección temprana de anomalías pueden ser fundamentales para el éxito o el fracaso de la misión. Operar en un entorno de microgravedad presenta desafíos únicos, pero Astrobee navega hábilmente utilizando seis cámaras y sensores de movimiento a bordo, complementados con software de mapeo. En lugar de ruedas u orugas, los robots maniobran utilizando ventiladores eléctricos, lo que permite un movimiento silencioso y seguro en los espacios llenos de aire de la ISS.
La astronauta de la NASA Anne McClain encabezó el despliegue de Astrobee, desplegando el primer robot en el módulo Kibo de la ISS. Trabajó estrechamente con el equipo de investigación de Ames y ayudó a verificar la funcionalidad de los subsistemas del robot durante las pruebas iniciales.
La arquitectura de Astrobee se basa en el sistema operativo de robot (ROS) de código abierto, lo que facilita a los investigadores externos la creación de algoritmos personalizados y la integración de cargas útiles experimentales. Esta adaptabilidad ha abierto la puerta a pruebas innovadoras como la localización RFID, la detección de anomalías acústicas y los agarres adhesivos inspirados en los gecos. Esta tecnología imita la pegajosidad natural de las patas de los lagartos, lo que permite que el robot se adhiera suavemente a superficies lisas.
Posicionado como una instalación de investigación en lugar de un recurso específico para una misión, Astrobee sirve como una plataforma abierta para que científicos e ingenieros visitantes prueben soluciones robóticas en condiciones del mundo real. A través del Programa de Ciencias Invitadas de la NASA, varias instituciones pueden cargar su software e integrar hardware para realizar pruebas durante ciertos intervalos de tiempo a bordo de la ISS.
Una colaboración notable involucró al Laboratorio de Biomimética de la Universidad de Stanford, que probó una pinza robótica suave equipada con adhesivos inspirados en gecos. Esta solución proporcionó a Astrobee suficiente poder de sujeción para soportar perchas estables durante inspecciones o tareas de atraque, sin dañar superficies delicadas.
La capacidad de Astrobee para validar soluciones en un entorno espacial supera lo que los simuladores pueden replicar en tierra, lo que lo hace particularmente atractivo para las próximas misiones Gateway y Artemis. Los planificadores lo ven como un campo de pruebas para ayudas robóticas en hábitats a largo plazo donde la supervisión humana no siempre es factible.
El éxito de Astrobee también pone de relieve un cambio cultural en la evolución de la relación de la humanidad con la robótica. Tradicionalmente caracterizado por el control directo (donde los humanos ordenaban y los robots seguían), los miembros de la tripulación ahora ven a Astrobee más como un colaborador que como una simple herramienta. Maria Bualat, subdirectora de proyectos de Ames, destacó los esfuerzos para mejorar las interfaces para interactuar con los astronautas, permitiendo a los miembros de la tripulación iniciar tareas con indicaciones simples mientras se mantienen informados sobre las actividades de los robots.
De acuerdo con el compromiso de la NASA con la transparencia, se puede acceder a gran parte de la documentación y el código fuente de Astrobee a través del Portal de código abierto de la NASA. Esta iniciativa ha permitido a instituciones académicas y startups simular operaciones y probar ideas, reduciendo significativamente los costos de desarrollo antes de trabajar directamente con la NASA.
A diferencia de proyectos anteriores como SPHERES, que fueron desmantelados después de plazos limitados, Astrobee está diseñado como una infraestructura permanente, lo suficientemente flexible como para adaptarse a los requisitos cambiantes de la misión. Su presencia continua es invaluable, ya que las presentaciones técnicas recientes destacan su creciente papel en los vuelos en formación, la navegación autónoma y los estudios de fusión de sensores. Los experimentos futuros tienen como objetivo explorar más a fondo las interacciones entre humanos y robots y el potencial de autonomía de los robots a bordo de misiones que se aventuran más allá de la órbita de la Tierra.
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