На удивление простой способ посетить Марс
Приложение Русской службы BBC News доступно для IOS и Android. Вы можете также подписаться на наш канал в Telegram.
Автор фото, NASA
Голубые закаты, гигантские каньоны и величественные вулканы - возможно, скоро земные туристы смогут исследовать Красную планету, не выходя из дома, рассказывает корреспондент BBC Future.
Полдень на Марсе. Чистое красное небо, температура всего ноль градусов по Цельсию - отличный день для прогулки.
Один за другим туристы выпрыгивают из автобуса, зарывая подошвы в марсианскую пыль. Пустынный каменистый пейзаж расстилается до самого горизонта.
Над головой едва различим силуэт Фобоса, одного из двух спутников Красной планеты. Туристы делают селфи.
Никаких скафандров, экскурсоводов да и вообще людей. Это экскурсия роботов-аватаров, и сегодня они собираются подняться на самый большой вулкан в Солнечной системе - гору Олимп.
Тем временем на Земле, на расстоянии в 54,6 млн км, настоящие туристы наслаждаются марсианским приключением, не выходя из дома. На них сенсорные костюмы, и все их движения копируются аватарами в реальном масштабе времени.
Обратная связь обеспечивает эффект присутствия: человек видит, слышит и ощущает все происходящее, как будто сам находится на Марсе - от камней под ногами до веса фотокамеры в руках.
Если вы полагаете, что этот сценарий нереалистичен, подумайте об альтернативе.
Автор фото, NASA
Первое изображение с поверхности Марса было передано американской межпланетной станцией "Викинг-1" в 1976 г.
Человечество тысячелетиями мечтало о высадке на Красной планете, но, учитывая, что полет туда и обратно занял бы 20 месяцев, средняя температура на марсианской поверхности составляет -55°C, а билет обойдется в 10 млрд долларов, едва ли найдется много желающих слетать на Марс в отпуск.
Не говоря уже о риске взорваться при старте ракеты, который составляет приблизительно 1 к 100, или об опасности разбиться при посадке на скорости свыше 19 000 км/ч.
Даже если вам удастся успешно добраться до Марса, доза космической радиации, которую вы получите при перелете, будет эквивалентна 10 тысячам процедур компьютерной томографии, а пониженная гравитация на далекой планете, в 62% от земной, способна превратить кости скелета в спички или лишить вас зрения.
Мы быстро, просто и понятно объясняем, что случилось, почему это важно и что будет дальше.
Конец истории Подкаст
Наконец, существует еще одна маленькая проблема: первый подобный полет на Марс, причем в один конец, запланирован лишь на 2024 год.
Тут-то и пригодятся роботы-аватары - бесстрашные исследователи, которые отправятся в путешествие за нас.
Благодаря сочетанию сложных сенсоров и последних достижений в области виртуальной реальности эти машины будут передавать управляющим ими людям на Земле трехмерный образ того, что их окружает на Марсе.
Как ожидается, ощущения будут максимально приближены к тому, что можно было бы испытать, стоя в скафандре на поверхности Красной планеты. Более того, технологии, необходимые для воплощения этого плана, уже существуют.
Надо сказать, что сейчас на Марсе уже действует робот-аватар. "В каком-то смысле мы уже превратили эту идею в реальность", - говорит Джон Каллас из Лаборатории реактивного движения НАСА.
Марсоход "Оппортьюнити" с 2004 г. направляет ученым трехмерные виды планеты.
Технология, благодаря которой стало возможным это виртуальное исследование Марса, на удивление проста.
"Оппортьюнити" снабжен "стереоскопическим зрением" - парой камер, направленных в одну сторону подобно человеческим глазам.
Сравнивая изображения, получаемые от камер, и анализируя различия между ними, бортовой компьютер марсохода вычисляет глубину картинки, размеры объектов и расстояние до них.
"Иными словами, можно, находясь в пустой комнате, почувствовать, будто вы сами передвигаетесь по поверхности Марса", - говорит Каллас, который руководит научной частью экспедиции.
В 2012 году группа ученых из Стенфордского университета под руководством Осамы Хатиба развила эту тему в несколько другом направлении. Они искали способ исследовать подводную среду на Земле.
Коралловый риф Красного моря отличается потрясающим разнообразием живущей на нем фауны: здесь водится более тысячи видов рыб, которые соседствуют с редкими дюгонями, морскими черепахами и акулами.
Но этот подводный рай находится под угрозой исчезновения. В 1989 году в египетской Хургаде, расположенной в 40 км от рифа, гостиничный фонд составлял всего 565 номеров. К 2006 году их количество превысило 48 тысяч: менее чем за два десятка лет число туристов, приезжающих понырять, выросло в 84 раза.
Задача ученых заключается в том, чтобы изучить разнообразие видов, обитающих в этой области Красного моря, и организовать кампанию по их сохранению - пока еще осталось что сохранять.
Автор фото, Ryckaert Marc/Wikimedia Commons
Каждый год 540 тысяч туристов погружаются к коралловому рифу на дне Красного моря
И здесь кроется проблема. Погружения на морское дно занимают много времени, связаны с определенным риском для ныряльщика и в основном осуществляются на мелководье.
А автоматические подводные аппараты известны своей неуклюжестью.
Ученые задались целью соединить способности человека с выносливостью робота. (Чтобы получить представление о том, как выглядит созданный ими аппарат, посмотрите видео в оригинале этой статьи на английском языке.)
Хатиб с коллегами разработали Ocean One - единственного в своем роде человекоподобного робота, по виду напоминающего помесь андроида C-3PO из киноэпопеи "Звездные войны" с манекеном для автомобильных краш-тестов.
Этот шедевр инженерной мысли обладает почти человеческими тактильными способностями.
Его руки снабжены силовыми датчиками, передающими информацию оператору в реальном масштабе времени, что позволяет последнему физически ощущать предметы, к которым прикасается аватар.
В результате получился робот со сверхчеловеческой устойчивостью к внешним воздействиям и реальным человеческим интеллектом. Он позволяет исследователям погружаться на морское дно, не замочив ног.
Автор фото, Master Chief Petty Officer John/Wikimedia Commons
Роботам непросто справиться с такими задачами, как ходьба
Роботом Ocean One управляют при помощи джойстиков. Но уже разработаны машины, по принципу управления схожие с марионетками. Они напрямую копируют движения оператора, облаченного в специальный сенсорный костюм.
Когда оператор, например, отводит руку влево, то же самое проделывает и аватар.
В этом году Хатиб использовал Ocean One для того, чтобы поднять на поверхность хрупкую стеклянную вазу с борта фрегата La Lune, флагмана французского военно-морского флота периода правления Людовика XIV, который затонул неподалеку от Тулона в 1664 г.
Чтобы понять, почему эта технология считается революционной, нужно сначала взглянуть на ограниченность использования автономных роботов.
Эти машины способны за миллисекунды обрабатывать массивы данных, на которые у человечества ушли бы тысячи лет, но когда дело касается самых простых задач - например, пройтись по комнате, не натыкаясь на мебель, - интеллекта современным роботам явно недостает.
Если вам когда-нибудь доводилось видеть, как робот передвигается по незнакомой для него территории, вы наверняка заметили, что значительную часть времени он просто стоит без движения.
Таким образом роботы планируют свои движения, пытаясь вычислить оптимальный маршрут между двумя предметами - например, камнями.
"Подобные задачи довольно плохо поддаются чисто математическим вычислениям", - говорит Йонас Бухли, специалист в области динамической робототехники из Швейцарского федерального технологического института.
Еще одна проблема связана с манипулированием предметами. Очень трудно научить робота использовать необходимое усилие, поскольку знание о том, насколько крепко можно схватить тот или иной предмет, не повредив его, приходит лишь с опытом.
Если поставить перед большинством существующих сейчас автономных роботов задачу поднять вазу с затонувшего корабля, скорее всего, они раздавят ее или уронят.