Open Robotics、Blue OriginおよびNASAと共同でSpace ROSを開発

2022年2月16日, 09:00

Open Robotics は、ジェフ・ベゾスが創業した弾道宇宙飛行企業 Blue Origin、および NASA と共同で Space ROS の開発に取り組んでいます。Space ROS は、ミッションで使用する前の航空宇宙ソフトウェアに求められる検証・妥当性確認の要件に適合させるために設計された ROS 2 のバージョンです。

ロボット向けオペレーティングシステム（ROS）は、10年以上前から宇宙活動で使われています。その利用は ROSCon 2012 で始まりました。同会議で NASA は、ヒューマノイドロボット Robonaut 2（R2）に ROS を採用していることを発表しました。NASA は R2 のソフトウェアを ROS に移行し、ロボットモデルと国際宇宙ステーション（ISS）の作成に Gazebo（Open Robotics の3Dロボットシミュレーター）を使用しました。

2014年までに、R2 と ROS ベースのソフトウェアは ISS で稼働していました。これは宇宙での ROS の最初の確認された利用例でした。

NASA が次のロボット、Robonaut 5（R5）、別名 Valkyrie の開発に着手したとき、最初から ROS を使用しました。同機関はロボットのテストと開発にも引き続き Gazebo を使用しました。

2015年、NASA は宇宙探査ミッション向けのロボットソフトウェアと自律機能の開発を目的とした初の仮想コンテスト、Space Robotics Challenge（SRC）を開催しました。SRC では、参加チームが居住環境の準備作業を行う R5 をシミュレートすることが求められました。コンテストで優勝した Coordinated Robotics は、1日でシミュレーションから実機ロボットへコードを移行することに成功しました。

Open Robotics の共同創業者兼CEOであるブライアン・ガーキーは、5月10～11日にボストンで開催されるロボティクスのサミット兼展示会で講演します。「Robotics Needs a Babelfish: The Skinny on Robot Interoperability」と題された講演では、企業がどのように互換性の問題に対処しているか、また、サプライヤー、エンドユーザー、インテグレーターにどのような選択肢があるかが議論されます。参加者は、Open-RMF（Robotics Middleware Framework）の歴史、異なるサプライヤーのロボット間連携のベストプラクティス、今後の相互運用の動向について学べます。

NASA は、SPHERES の後継となる自由飛行型の Astrobee など、他の宇宙ロボットにも ROS を使用しています。複数の Astrobee が ISS 内で稼働しています。このロボットは、宇宙飛行士が日常業務に費やす時間を減らし、本当に重要な任務により集中できるよう支援します。

Astrobee は、宇宙飛行士、航空管制官、または地上の研究者による自律動作または遠隔操作によって、在庫管理、宇宙飛行士が内蔵カメラで行う実験の記録、ステーション全体での荷物の協調搬送などの作業を行うよう設計されています。さらに、このシステムは研究プラットフォームとしても機能し、微小重力環境での実験用に装備およびプログラムできるため、ロボティクスが宇宙での宇宙飛行士をどのように支援できるかについての知見を深めることができます。

Astrobee は、ステーションに10年以上搭載されてきた SPHERES ロボットの遺産と教訓を受け継いでいます。SPHERES は Synchronized Position Hold, Engage, Reoriental, Experimental Satellite の略称です。Astrobee システムが本格的に運用されると、宇宙ステーションのロボット試験プラットフォームとして SPHERES に取って代わり、NASA が宇宙探査における新たな可能性を探るのを支援します。

「ヒューマノイドの研究と並行して、NASA の別のチームは、宇宙で人間を支援するロボットへの別のアプローチを採用しました。それが、ISS 内を飛行する自由飛行型の飛行機械です。SPHERES での以前の成功を基に、NASA は Astrobee の後継機を開発しました。2018年の ROSCon でのプレゼンテーションから分かったように、Astrobee のソフトウェアは ROS 上に構築されており、Astrobee チームは開発とテストに Gazebo を積極的に使用し、ソフトウェアの大部分を GitHub で公開しています。現在、複数の Astrobee が ISS で稼働しており、そのうちの1機は、軌道上の宇宙飛行士と米国のカマラ・ハリス副大統領とのビデオ通話にも登場しました」と Open Robotics は述べています。

現在、NASA と Open Robotics は VIPER プログラムに取り組んでいます。VIPER の目的は、2023年に移動型ロボットを月の南極に送ることです。ROS 2 は探査車の制御ループに組み込まれます。このプログラムは、「人類の月、火星、そしてその先での研究を支えるために最終的に採取されうる水氷の位置と濃度を詳しく把握する」ために準備されています。

Open Robotics は、VIPER が、自律ソフトウェアの開発に ROS を利用してきた宇宙ロボティクスミッションの長い系譜の最新事例にすぎないと考えています。この目的のため、同社は現在 Blue Origin および NASA と共に Space ROS の開発に取り組んでいます。Space ROS は、重要なアプリケーションで使用される前に航空宇宙ソフトウェアが受けなければならない厳格な検証要件を満たすために特別に設計された ROS 2 の派生版です。

同社は、豊富で高機能、かつ宇宙での運用認証を受けた ROS 2 自律スタックが、NASA や世界中の他の宇宙機関が科学・研究目標を達成する助けとなる近い将来を見据えています。