Perseverance เข้าสู่โหมดขับเคลื่อนอัตโนมัติ AutoNav เดินทางสำรวจ Jezero Crater ด้วยตัวเอง

Perseverance เข้าสู่โหมดขับเคลื่อนอัตโนมัติ AutoNav เดินทางสำรวจ Jezero Crater ด้วยตัวเอง

บนโลกมีรถขับเคลื่อนอัตโนมัติหรอ? บนดาวอังคารก็มีแต่เป็นโรเวอร์

หลังจากที่ Perseverance ได้แผนที่การเดินทางแรกของมันสำหรับการสำรวจ Crater Floor ของ Jezero Crater เพื่อค้นหาร่องรอยของสิ่งมีชีวิตบนดาวอังคารแล้ว ตอนนี้มันก็ได้เริ่มออกเดินทางแล้วโดยมีทีมวิศวกรของ JPL ดูแลตลอดการเดินทาง แต่ครั้งนี้ต่างออกไปเพราะ Perseverance ไม่จำเป็นต้องพึ่งมนุษย์ในการเดินทางแต่สามารถนำทางไปยังเป้าหมายได้ด้วยตัวเองผ่านระบบนำทางอัตโนมัติที่เรียกว่า “AutoNav”

ภาพจากกล้องนำทางของ Perseverance ระหว่างการเดินทางด้วยระบบ AutoNav – ที่มา NASA/JPL-Caltech

AutoNav คืออะไร

AutoNav เป็นระบบนำทางและขับเคลื่อนอัตโนมัติของ Perserverance โดย AutoNav จะสร้างแผนที่สามมิติของพื้นผิวรอบ ๆ มันด้วยตัวเองเพื่อระบุว่าพื้นผิวรอบ ๆ มันมีลักษณะเป็นยังไงและมีอันตรายใด ๆ หรือไม่หากจะขับผ่าน หากพบอุปสรรค AutoNav จะสามารถสร้างเส้นทางใหม่เพื่ออ้อมอุปสรรคดังกล่าวได้โดยอัตโนมัติ ไม่จำเป็นต้องรอคำสั่งจากวิศวกรบนโลก

อย่างไรก็ตามระบบ AutoNav ไม่ได้มีบน Perserverance เป็นคันแรก เพราะรุ่นพี่ของมันอย่าง Curiosity ก็มีระบบ AutoNav เช่นกัน แต่เป็นเทคโนโลยีและระบบที่ล้าหลังกว่า AutoNav บน Perseverance เรียกได้ว่าถอดแบบกันมาแถบจะเกือบทุกอย่าง

ระบบ AutoNav นั้นทำให้ Perseverance ไม่จำเป็นต้องถูกบังคับด้วยวิศวกรเองตลอดเวลาแต่สามารถไปให้มันขับเคลื่อนได้ด้วยตัวเอง ซึ่งนี่ทำให้ Perseverance สามารถขับเคลื่อนได้ไกลกว่า 120 เมตร/ชั่วโมง ซึ่งเร็วกว่าระบบ AutoNav บน Curiosity ที่ทำความเร็วสูงสุดได้เพียง 20 เมตร/ชั่วโมง เป็นอย่างมาก เนื่องจากระบบ AutoNav แบบใหม่บน Perseverance ใช้การกระทำหรือคำสั่งจากมนุษย์ (Human Interaction) น้อยลงกว่า Curiosity 4 ถึง 5 เท่า (ระบบมันฉลาดขึ้น)

ภาพจำลองจากระบบ AutoNav ของ Perseverance ระหว่างการหลบหลีกซึ่งกีดขวางบนดาวอังคาร – ที่มา NASA/JPL-Caltech

ให้นึกอย่างงี้ สมมุติว่า Perseverance เป็นรถบังคับแล้วเรามีรีโมทบังคับมีจอให้เราดู แต่การที่เราบิดรีโมทบังคับทีนึง อีก 5 ถึง 20 นาทีต่อมารถบังคับถึงจะเคลื่อนที่ให้เราแล้วก็อีก 5 ถึง 20 นาทีภาพจากรถบังคับถึงจะมาให้เราเห็น หากเป็นเช่นนี้เราจะกล้าบังคับให้มันเคลื่อนที่แบบเดินหน้าซ้ายขวาพร้อมกันหรือไม่ ก็ไม่เพราะเราไม่รู้ว่าบิดไปทีหนึ่งแล้วมันจะเคลื่อนที่ไปยังไง จึงต้องทำทีละอย่าง เช่น เดินหน้าไปดูก่อนซัก 10 เมตร พอยืนยันได้แล้วว่ามันเดินหน้าไปแล้วก็อาจจะค่อยเลี้ยว ซึ่งคำสั่งแต่ละอันเดินทางไปกลับโลกอาจใช้เวลาเกือบชั่วโมง ทำให้โรเวอร์บนดาวอังคารเคลื่อนที่ไปมาได้ช้ามาก เพราะมันต้องรอคำสั่งจากมนุษย์

ระบบ AutoNav ทำให้เราสามารถตัดการมีส่วนร่วมของมนุษย์ออกไปได้ส่วนหนึ่งทำให้ทุกอย่างเร็วขึ้นมาก อย่างไรก็ตามมันก็ยังต้องอาศัยมนุษย์ป้อนข้อมูลการเดินทางให้อยู่ดีว่าจะให้มันไปไหนแล้วพอถึงแล้วจะให้ทำอะไรต่อ

ระบบ AutoNav กับมนุษย์

ถึง Perseverance จะอาศัย AutoNav ในการขับเคลื่อน ซึ่งก็เหมือนเป็นโชเฟอร์แท็กซี่ มันก็จะต้องรอรับคำสั่งจากทีมวิศวกรของโรเวอร์ ซึ่งเป็นเหมือนลูกค้าว่าจะให้มันไปไหน และข้อมูลสถานที่ต่าง ๆ ก็จะต้องมาจากลูกค้าด้วยเช่นกัน ดังนั้นทีมวิศวกรที่ทำหน้าที่วางแผนการเดินทางจึงสำคัญเป็นอย่างมากเพราะบนดาวอังคารไม่มี Google Map และบนพื้นอาจจะมีหินมีหลุมมีบ่อทรายที่เป็นอันตรายต่อโรเวอร์ได้

ทำให้ทีมวิศวกรของ Perseverance จะต้องศึกษาสภาพแวดล้อมในเส้นทางที่ Perseverance จะเดินทางให้ดีก่อน จึงต้องอาศัยการวิเคราะห์ภาพถ่ายดาวเทียม บางครั้งถึงขั้นต้องเอาภาพถ่ายดาวเทียมมาประกอบกันเป็นภาพพื้นผิว 3 มิติให้ทีมวิศวกรใส่แว่น 3 มิติศึกษาสภาพทางภูมิศาสตร์ก่อนที่จะแพลนเส้นทางให้ Perseverance นอกจากนี้คำสั่งที่จะส่งไปให้ Perseverance อาจใช้เวลาหลายชั่วโมงในการส่งผ่าน Deep Space Network และ Mars Relay Network ทำให้จะต้องส่งทิ้งไว้แล้วตั้งเวลาให้โรเวอร์ดำเนินการตามคำสั่งในวันถัดไป

Vandi Verma วิศวกรของ NASA ซึ่งเรียกได้ว่าเป็นเหมือนคนขับ Perseverance พร้อมแว่น 3 มิติเพื่อติดตามการเคลื่อนที่ของ Perseverance – ที่มา NASA/JPL-Caltech

ที่ Curiosity ไม่สามารถวิ่งได้ไกลเท่ากับ Perseverance ด้วยระบบ AutoNav นั้น เป็นเพราะว่าระบบ AutoNav ใน Curiosity มี Software และ Hardware ที่ยังไม่มีความสามารถพอที่จะขับหลบหินแหลม ๆ บนพื้นได้อย่างมีประสิทธิภาพ ก็เลยเหยียบแทงล้อไปเต็ม ๆ จนทำให้ล้อเสื่อมสภาพเร็วกว่าปกติจนต้องเปลี่ยนมาพึงการขับเคลื่อนโดยมนุษย์เพื่อลดการเสื่อมสภาพโดยไม่จำเป็น แต่ AutoNav ของ Perseverance สามารถข้ามปัญหาตรงนี้ไปได้แล้วด้วยระบบ AutoNav ที่ดีขึ้น ล้อที่ถูกออกแบบมาให้ทนมากขึ้น และความสูงของตัวโรเวอร์ที่ทำให้มันสามารถขับผ่านพื้นผิวขรุขระได้โดยไม่เอาท้องของมันไปขูดพื้น

นอกจากนี้ Curiosity ยังมีระบบคอมพิวเตอร์ที่เก่าพอสมควร (อย่างน้อยก็คือเทคโนโลยียุค 2000 – 2010) ซึ่งไม่สามารถทำ Multi-tasking หรือทำหลาย ๆ อย่างพร้อม ๆ กันได้ เช่น นำทางไปด้วยและบังคับมอเตอร์เพื่อขับเคลื่อนไปด้วยได้ แต่ Perseverance สามารถทำได้แล้ว และหลาย ๆ อุปกรณ์ยังถูกออกแบบมาให้ใช้ได้หลายวัตถุประสงค์อีกด้วย อย่างเช่นระบบ VCE (Vission Compute Element) และ Visual Odometry

ระบบ Vission Compute Element หรือ VCE นั้นเป็นระบบนำทางลงจอดระหว่างการ EDL (Entry, Descent, Landing) ของ Perseverance และตอนนี้ข้อมูลของมันที่ใช้ตอนเข้าสู่ชั้นบรรยากาศและลงจอดกำลังถูกเอามาใช้ในการสร้างแผนที่บริเวณจุดลงจอดเพื่อใช้ในการนำทาง

ภาพขณะที่ Perseverance กำลังเข้าสู่ชั้นบรรยากาศของดาวอังคาร – ที่มา NASA/JPL-Caltech

ระบบ Visual Odometry เป็นการประยุกต์ใช้ภาพที่ถ่ายจาก Perseverance แล้วเปรียบเทียบว่าวัตถุจุดเด่นในภาพเคลื่อนที่ไปในทิศทางที่คาดการณ์ไว้หรือไม่เพื่อประมาณระยะทางที่มันเคลื่อนที่ไปแล้ว อาศัยกล้องอย่าง Mastcam-Z ที่มีสองอันซ้ายขวาทำหน้าที่เหมือนตาของมนุษย์ที่สามารถสร้าง Depth Perception เพื่อทำให้เรารู้ได้ว่าวัตถุไหนอยู่ไกลหรือใกล้กว่ากันนั่นเอง

ภาพของกล้องนำทางและ Mastcam-Z ของ Perseverance – ที่มา NASA/JPL-Caltech

ที่เป็นครั้งแรก ๆ ที่เราได้เห็นโรเวอร์ขับเคลื่อนอัตโนมัติบนดาวอังคาร

อ่านแผนการเดินทางของ Perseverance ได้ที่นี่ – Perseverance เริ่มการเดินทางอันยาวไกลสู่ Jezero Crater ค้นหาร่องรอยของสิ่งมีชีวิต

เรียบเรียงโดย ทีมงาน SPACETH.CO

อ้างอิง

NASA’s Self-Driving Perseverance Mars Rover ‘Takes the Wheel’

เราใช้คุกกี้เพื่อพัฒนาประสิทธิภาพ และประสบการณ์ที่ดีในการใช้เว็บไซต์ของคุณ คุณสามารถศึกษารายละเอียดได้ที่ นโยบายความเป็นส่วนตัว และสามารถจัดการความเป็นส่วนตัวเองได้ของคุณได้เองโดยคลิกที่ ตั้งค่า

Privacy Preferences

คุณสามารถเลือกการตั้งค่าคุกกี้โดยเปิด/ปิด คุกกี้ในแต่ละประเภทได้ตามความต้องการ ยกเว้น คุกกี้ที่จำเป็น

Allow All
Manage Consent Preferences
  • Always Active

Save