Panzirsch, Michael und Pereira, Aaron und Singh, Harsimran und Weber, Bernhard und Ferreira, Edmundo und Gherghescu, Andrei und Hann, Lukas und den Exter, Emiel und van der Hulst, Frank P. J und Gerdes, Levin und Cencetti, Leonardo und Wormnes, Kjetil und Grenouilleau, Jessica und Carey, William und Balachandran, Ribin und Hulin, Thomas und Ott, Christian und Leidner, Daniel und Albu-Schäffer, Alin Olimpiu und Lii, Neal Yi-Sheng und Krüger, Thomas (2022) Exploring planet geology through force-feedback telemanipulation from orbit. Science Robotics, 7 (65), Seiten 1-11. American Association for the Advancement of Science (AAAS). doi: 10.1126/scirobotics.abl6307. ISSN 2470-9476.
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Kurzfassung
Current space exploration roadmaps envision exploring the surface geology of celestial bodies with robots, for both scientific research and in-situ resource utilization. In such unstructured, poorly lit, complex and remote environments, automation is not always possible, and some tasks, such as geological sampling, require direct tele-operation aided by force-feedback. The operator would be on an orbiting spacecraft, and poor bandwidth and high latency and packet loss from orbit to ground mean that safe, stable, and transparent interaction is a substantial technical challenge. For this scenario, a control method was developed which ensures stability at high delay without reduction in speed or loss of positioning accuracy. At the same time, a new level of safety is achieved not only through force-feedback itself but also through 1an intrinsic property of the approach preventing hard impacts. Based on this method, a tele-exploration scenario was simulated in the Analog-1 experiment with an astronaut on the International Space Station (ISS) using a 6-degreeof-freedom (DoF) force-feedback (F-F) capable haptic input device to control a mobile robot with manipulator on Earth to collect rock samples. The 6-DoF FF tele-manipulation from space was performed at a round-trip communication delay constantly between 770 and 850 milliseconds and an average packet loss of 1.27%. This experiment showcases the feasibility of a complete space exploration scenario via haptic tele-manipulation under space-flight conditions. The results underline the benefits of this control method for safe and accurate interactions, and of haptic feedback in general.
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Dokumentart: | Zeitschriftenbeitrag | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Titel: | Exploring planet geology through force-feedback telemanipulation from orbit | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Autoren: |
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Datum: | 20 April 2022 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Erschienen in: | Science Robotics | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Referierte Publikation: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | Nein | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | Nein | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Band: | 7 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.1126/scirobotics.abl6307 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Seitenbereich: | Seiten 1-11 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Verlag: | American Association for the Advancement of Science (AAAS) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 2470-9476 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | veröffentlicht | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Stichwörter: | Teleoperation, ISS, force feedback | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Forschungsbereich: | Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Programm: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Programmthema: | Robotik | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Schwerpunkt: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Forschungsgebiet: | R RO - Robotik | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben): | R - Intuitive Mensch-Roboter Schnittstelle [RO] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Standort: | Oberpfaffenhofen | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institute & Einrichtungen: | Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013) > Analyse und Regelung komplexer Robotersysteme | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hinterlegt von: | Panzirsch, Michael | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hinterlegt am: | 02 Mai 2022 11:17 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Letzte Änderung: | 11 Sep 2023 13:25 |
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