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Toward Robust Task Execution through Telerobotic Failure Recovery in Space Operations

Köpken, Anne und Batti, Nesrine und Bauer, Adrian Simon und Butterfass, Jörg und Ehlert, Tristan Hagen und Friedl, Werner und Gumpert, Thomas und Lay, Florian Samuel und Luo, Xiaozhou und Manaparampil, Ajithkumar Narayanan und Mayershofer, Luisa und Raffin, Antonin und Schmidt, Florian und Seidel, Daniel und Exter, Emiel den und Luz, Rute und Schmidt, Annika und Schmaus, Peter und Leidner, Daniel und Krüger, Thomas und Lii, Neal Yi-Sheng (2025) Toward Robust Task Execution through Telerobotic Failure Recovery in Space Operations. In: 2025 IEEE Aerospace Conference, AERO 2025, Seiten 1-13. IEEE. IEEE Aerospace Conference 2025, 2025-03-03, Big Sky, MT, USA. doi: 10.1109/AERO63441.2025.11068192. ISBN 979-8-3503-5597-0. ISSN 2996-2358.

[img] PDF
12MB

Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/11068192

Kurzfassung

Robotics will continue to be essential for future space missions, supporting exploration, construction, and maintenance on distant celestial bodies. However, instructing these systems from Earth is challenging because of communication de-lays and environmental uncertainties. A more suitable approach involves commanding robots from orbit. This setup reduces the time delay between operator and robot allowing for more detailed robot commands up the way to direct teleoperation. The Surface Avatar experiment explores mission scenarios of human-robot team collaboration, where communication time delays are under several seconds. This allows for significantly more complex tasks with human-in-the-Ioop execution. In our mission design, a team of heterogeneous robots on Earth is controlled from the International Space Station (ISS) using Scalable Autonomy, balancing autonomous execution with human intervention. In this paper, we propose a recovery method where robots autonomously detect issues and request astronaut or ground control support to address task failures. This frees the astronaut from constant supervision. One way to use the newly gained time is to switch focus on commanding another robot. Our framework is validated in a Martian surface mock-up environment during an ISS-to-earth experiment session, demonstrating its effectiveness for future missions.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/217903/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Anderer)
Titel:Toward Robust Task Execution through Telerobotic Failure Recovery in Space Operations
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Köpken, Anneanne.koepken (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Batti, Nesrinenesrine.batti (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0002-2404-158X199508879
Bauer, Adrian SimonAdrian.Bauer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1171-4709199508882
Butterfass, JörgJoerg.Butterfass (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ehlert, Tristan Hagentristan.ehlert (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0002-3626-6364199508886
Friedl, WernerWerner.Friedl (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3002-7274NICHT SPEZIFIZIERT
Gumpert, ThomasThomas.Gumpert (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lay, Florian SamuelFlorian.Lay (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Luo, XiaozhouXiaozhou.Luo (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4315-366XNICHT SPEZIFIZIERT
Manaparampil, Ajithkumar Narayananajithkumar.manaparampil (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0001-1475-8184NICHT SPEZIFIZIERT
Mayershofer, Luisaluisa.mayershofer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0003-2587-6973199508887
Raffin, AntoninAntonin.Raffin (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-6036-6950NICHT SPEZIFIZIERT
Schmidt, FlorianFlorian.Schmidt (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Seidel, DanielDaniel.Seidel (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2240-3850199508888
Exter, Emiel denESANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Luz, RuteRute.Luz (at) esa.intNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schmidt, Annikaannika.schmidt (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4718-4201199508889
Schmaus, PeterPeter.Schmaus (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Leidner, DanielDaniel.Leidner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5091-7122NICHT SPEZIFIZIERT
Krüger, Thomasthomas.krueger (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lii, Neal Yi-ShengNeal.Lii (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:14 Juli 2025
Erschienen in:2025 IEEE Aerospace Conference, AERO 2025
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.1109/AERO63441.2025.11068192
Seitenbereich:Seiten 1-13
Verlag:IEEE
ISSN:2996-2358
ISBN:979-8-3503-5597-0
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Earth, Space vehicles, Uncertainty, Delay effects, Space missions,Switches, International Space Station,Orbits, Robots , Telerobotics
Veranstaltungstitel:IEEE Aerospace Conference 2025
Veranstaltungsort:Big Sky, MT, USA
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:3 März 2025
Veranstalter :IEEE
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 - Leichtbau-Robotik [RO], R - Autonomie & Geschicklichkeit [RO], R - Mehrfingrige Roboterhände [RO], R - On-Orbit Servicing [RO]
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013)
Hinterlegt von: Köpken, Anne
Hinterlegt am:12 Dez 2025 12:37
Letzte Änderung:15 Dez 2025 15:33

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