தன்னாட்சி வழிநடத்தலின் உதவியுடன் வெளி உலக வாகன ஓட்ட பதிவை நெருங்கும் Perseverance

NASA-வின் செவ்வாய் ரோவர் தூரப் பதிவை மறுதொடக்கம் செய்யப் போகிறது

வரும் வாரத்தில் எப்போது வேண்டுமானாலும், NASA-வின் Perseverance ரோவர் செவ்வாயில் 45.16 கிலோமீட்டர், அதாவது 28.06 மைல், தூரத்தைத் தாண்டி மற்றொரு உலகில் மிக நீண்ட தூரம் பயணித்த வாகனமாக மாறும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. இந்த மைல்கல் Opportunity-யை முந்தும்; அந்த பழமையான ரோவர் 2018-ல் NASA-வுடன் தொடர்பை இழந்தது, ஆனால் நவீன செவ்வாய் ஆய்வை வடிவமைக்க உதவிய ஒரு வாழ்க்கைப் பயணத்தைக் கொண்டிருந்தது.

மொத்த தூரம் முக்கியமானது, ஆனால் Perseverance அதைக் கெட்டியாக எட்டியது எப்படி என்பதே பெரிய கதை. ரோவர் 2021 பிப்ரவரியில் செவ்வாயில் இறங்கியது, அதாவது Opportunity-க்கு எடுத்த நேரத்தின் சுமார் மூன்றில் ஒரு பகுதியிலேயே அது இந்த பதிவை நெருங்குகிறது. இங்கே முக்கிய வேறுபாடு சாதாரண அர்த்தத்தில் வேகம் அல்ல. Perseverance பூமி தரங்களின்படி இன்னும் மெதுவான இயந்திரமே. தீர்மானமான மேம்பாடு தன்னாட்சி.

Perseverance திட்ட மேலாளர் Steven Lee-யின் கூற்றுப்படி, ரோவரின் auto-navigation system தான் இந்த முன்னேற்றத்தை சாத்தியமாக்கிய தொழில்நுட்பம். onboard cameras மற்றும் software-ஐ பயன்படுத்தி, Perseverance தன்னைச் சுற்றிய நிலப்பரப்பை படம் பிடித்து, அந்தப் படங்களை உள்ளூரிலேயே செயலாக்கி, நகர்ந்து கொண்டிருக்கும்போதே பாதுகாப்பான பாதையை கணக்கிட முடிகிறது. அந்த திறன், ரோவர் ஓட்டுதலை நிறுத்தி யோசிக்கும் செயலில் இருந்து தொடர்ச்சியான இயக்கத்துக்கு நெருக்கமாக மாற்றியுள்ளது.

சக்கரங்கள் சுழலும்போதே யோசிக்கக்கூடிய ரோவர்

பூமியில் உள்ள self-driving systems பொதுவாகத் தெளிவாக குறிக்கப்பட்ட சாலைகள், மிக விரிவான வரைபடங்கள், மற்றும் போக்குவரத்து விதிகள் மீது சார்ந்திருக்கும். செவ்வாய் அதில் எதையும் வழங்குவதில்லை. அதற்குப் பதிலாக, ரோவர் பாறைகள், மணற்பாங்கான சரிவுகள், உறுதி இல்லாத பிடிப்பு, மற்றும் ஒவ்வொரு பாதையும் உண்மையில் off-road ஆக இருக்கும் ஒரு நிலப்பரப்பை சமாளிக்க வேண்டும். அதனால் தன்னாட்சி இயக்கம் மேலும் கடினமாகவும், அதே நேரத்தில் மேலும் முக்கியமாகவும் இருக்கிறது.

Perseverance-ன் முன்னிலை Vision Compute Element என்று அழைக்கப்படும் அதிக திறன் கொண்ட onboard computing அமைப்பிலிருந்து வருகிறது. இதை Lee, Curiosity-யின் பழைய computer architecture-ுடன் ஒப்பிட்டார்; அந்த ரோவர் ஒன்பது ஆண்டுகள் முன்பு ஏவப்பட்டு, இன்றும் செவ்வாயில் செயல்பட்டு வருகிறது. Curiosity-க்கு தொடர்புடைய imaging மற்றும் navigation algorithms இருந்தன, ஆனால் அதன் hardware மிகக் குறைவான திறன் கொண்டது. அதன் சில chipset-கள் 1990களுக்கே சொந்தமானவை; இதனால் நடைமுறையில் அது செய்யக்கூடிய autonomous driving அளவு குறைந்திருந்தது.

இதன் விளைவாக, செயல்பாட்டில் தெளிவான பிரிவு உருவாகியுள்ளது. Curiosity-யின் driving-இல் சுமார் 10 சதவீதம் மட்டுமே autonomous; காரணம் அதன் processing real-time route planning-ஐ விரிவாக ஆதரிக்க அளவுக்கு மெதுவாக இருக்கிறது. அதற்கு மாறாக, Perseverance தனது தூரத்தின் சுமார் 90 சதவீதத்தை தன்னாட்சியாகச் சென்றுள்ளது. இதனால் அது மனிதருக்குத் தோன்றும் வகையில் வேகமானதாக மாறவில்லை. அதன் அதிகபட்ச சக்கர வேகம் மணிக்கு சுமார் 150 மீட்டர் மட்டுமே. ஆனால் இது அதனை திறமையானதாக மாற்றுகிறது. நகர்வதற்கு முன் நிலப்பரப்பை மதிப்பிட ரோவர் இனி כמעט இவ்வளவு நேரம் நிறுத்தி நிற்க வேண்டியதில்லை.

உச்ச வேகத்தை மட்டும் கவனித்தால் இந்த மாற்றம் எளிதில் தவறவிடப்படலாம். செவ்வாயில் சராசரி முன்னேற்றமே உச்ச வேகத்தைவிட முக்கியம். நீண்ட இடைவெளிகளில் தொடர்ந்து, பாதுகாப்பாக நகரக்கூடிய ரோவர், வழிநடத்தல் முடிவுகளுக்காக அடிக்கடி நின்று கொள்ளும் ரோவரைவிட மாதங்களிலும் ஆண்டுகளிலும் அதிக தூரம் கடக்க முடியும். ஆகவே Perseverance-ன் வரவிருக்கும் பதிவு இயந்திர சாதனை மட்டுமல்ல; அது மென்பொருள் சாதனையும் கூட.

இயக்கத்திறன் அறிவியலை எப்படி மாற்றுகிறது

செவ்வாயில் தூரம் என்பது வெறும் பெருமைப் புள்ளிவிவரம் அல்ல. ஒவ்வொரு கூடுதல் கிலோமீட்டரும் ஒரு ரோவர் அடையக்கூடிய அறிவியல் இலக்குகளின் பரப்பை விரிவாக்குகிறது, மேலும் அது மீண்டும் உருவாக்கக்கூடிய புவியியல் கதையையும் பெருக்குகிறது. Perseverance Jezero Crater-இல் இறங்கியது; அது பண்டைய நதி-டெல்டா அமைப்பின் சுவடுகளை பாதுகாத்துள்ளதால் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட இடம். ரோவரின் பணியில் அந்தப் பாறைகளை ஆய்வு செய்வது, மாதிரிகளை சேகரிப்பது, மற்றும் அந்தப் பகுதி ஒருகாலத்தில் நுண்ணுயிர் உயிரினங்களுக்கு ஏற்ற சூழலை வழங்கியதா என்பதை விஞ்ஞானிகள் புரிந்துகொள்ள உதவுவது அடங்கும்.

மேம்பட்ட autonomous driving அந்தப் பணிக்கு நேரடியாக உதவுகிறது. செவ்வாய் அறிவியல் நேரம், சக்தி, நிலப்பரப்பு, மற்றும் பூமியுடன் உள்ள தொடர்பு சாளரங்கள் ஆகியவற்றால் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது. ரோவரின் செயல்பாட்டு செலவினத்தின் பெரும் பகுதி எச்சரிக்கையான இயக்கத்துக்கே செலவழிந்தால், வெளிப்பட்ட பாறை அடுக்குகளை அடைவதற்கும், சரிவுகளை ஏறுவதற்கும், கருவிகளை மிகப் பயனுள்ள இடங்களில் நிலைநிறுத்துவதற்கும் குறைவான நேரமே இருக்கும். வழி தேடுதலின் பெரும்பகுதியை ரோவர் தானாகச் செய்துகொள்ள அனுமதிப்பதால் ஆய்வின் நடைமுறை வட்டம் விரிவடைகிறது.

இந்த மைல்கல் கிரக ஆய்வைப் பற்றிய ஒரு விரிந்த உண்மையையும் காட்டுகிறது: இப்போது computing என்பது mobility system-இன் ஒரு பகுதியாகி விட்டது. சக்கரங்கள், suspension, மற்றும் motor-கள் இன்னும் முக்கியமானவையே, ஆனால் அவை இனி செயல்திறனை தனியாக நிர்ணயிப்பதில்லை. நிலப்பரப்பை உணரவும், ஆபத்துகளைப் புரிந்து கொள்ளவும், உள்ளூரிலேயே பாதைத் தீர்மானங்களை எடுக்கவும் முடியும் திறன் சம அளவு மையமானதாகி இருக்கிறது. அந்த அர்த்தத்தில், Perseverance-ன் பதிவு முந்தைய ரோவர்களை முந்தியதைக் காட்டிலும் அதிகம். ரோபோ ஆய்வாளர்கள் எப்படித் தயாரிக்கப்படுகிறார்கள் என்பதில் ஏற்பட்ட மாற்றத்தை அது காட்டுகிறது.

அந்த மாற்றம் செவ்வாயைத் தாண்டியும் எதிர்காலப் பணிகளை வடிவமைக்கலாம். இலக்குகள் மேலும் தொலைவாகவோ அல்லது செயல்பாட்டு ரீதியாக மேலும் சிக்கலாகவோ மாறும்போது, பூமி மற்றும் விண்கலம் இடையிலான தொடர்பு தாமதம் onboard decision-making-க்கு இன்னும் வலுவான காரணமாகிறது. தொடர்ச்சியான மனித உத்தரவுக்காக காத்திருக்காமல் வழிநடத்தவும், முன்னுரிமை நிர்ணயிக்கவும், ஏற்ப மாற்றவும் கூடிய ஒரு ரோபோ குறைந்த mission time-ஐ மிகவும் திறமையாகப் பயன்படுத்த முடியும்.

செவ்வாய் ரோவரிலிருந்து field autonomy-க்கான சோதனைத் தளம் வரை

Perseverance-ன் வெற்றி, பூமியில் முக்கியமான autonomy-யின் ஒரு அம்சத்தையும் வெளிப்படுத்துகிறது: கட்டுப்பாடற்ற சூழல்களில் வேலை செய்யும் systems-ன் மதிப்பு. நகரங்களில் self-driving cars ஒரு வகை பிரச்சினை. சுரங்கங்கள், பண்ணைகள், பேரிடர் பகுதிகள், இராணுவ logistics corridors, அல்லது கிரக மேற்பரப்புகளில் autonomous machines மற்றொரு வகை பிரச்சினை. அத்தகைய இடங்களில் lane lines, polished maps, அல்லது கணிக்கக்கூடிய traffic flow இருக்காமலும் இருக்கலாம். இயந்திரம் ஒரு கடினமான சூழலைப் புரிந்து கொண்டு, பாதுகாப்பாக நகர்ந்து கொண்டேயிருக்க வேண்டும்.

அந்த வகை engineering-க்கு செவ்வாய் இறுதி stress test. roadside assistance-க்கு வாய்ப்பே இல்லை, விரைவான repair இல்லை, மற்றும் கவனக்குறைவான risk-taking-க்கு இடமில்லை. ஒவ்வொரு drive-மும் எச்சரிக்கையும் அறிவியல் முன்னேற்றத் தேவையும் சேர்ந்த சமநிலையாக இருக்கும். அதனால்தான் NASA-வின் autonomous navigation work space sector-ஐத் தாண்டியும் கவனம் பெறுகிறது. இது நம்பகத்தன்மை spectacle-ஐவிட முக்கியமான போது practical robotics எப்படி இருக்கும் என்பதற்கான செறிந்த வெளிப்பாடு.

Opportunity-யின் நீண்ட career exploration robotics-இன் மிகப்பெரிய சாதனைகளில் ஒன்றாகவே இருக்கும், மேலும் Curiosity தொடர்ந்து அறிவியல் தருகிறது. ஆனால் Perseverance-ன் வரவிருக்கும் பதிவு ஒரு புதிய கட்டத்தைச் சுட்டிக்காட்டுகிறது. இந்த ரோவர் வெறும் நீண்ட காலம் நீடிப்பதில்லை; mission tempo-வை குறிப்பிடத்தக்க வகையில் மாற்றும் அளவிலான self-directed mobility-யுடன் இயங்குகிறது.

அடுத்த சில நாட்களில், எதிர்பார்த்தபடி, அது Opportunity-யின் மொத்தத்தைத் தாண்டினால், தலைப்பு மற்றொரு உலகில் புதிய பதிவாக இருக்கும். இதற்கும் ஆழமான கருத்து ஒன்று உள்ளது: பார்க்கவும், முடிவு எடுக்கவும், தானாக ஓட்டவும் ஒரு ரோபோ மீது நம்பிக்கை வைக்கும்போது அது தொடர்ந்து முன்னேற முடியும் என்பதை NASA காட்டியுள்ளது. செவ்வாயில், அந்த திறன் இனி பரிசோதனை நிலையில் இல்லை. பதிவேட்டை மறுபடியும் எழுதுவதற்கான காரணம் இப்போது அதுவே.

இந்தக் கட்டுரை Ars Technica செய்தியறிக்கையின் அடிப்படையில் உள்ளது. மூலக் கட்டுரையைப் படிக்கவும்.