El robot Armstrong. Crédito: Red para la exploración y la ciencia espacial
El futuro de la exploración de la luna puede estar rodando por una oficina indescriptible en el campus de CU Boulder. Aquí, un robot tan ancho como una gran pizza se desliza hacia adelante sobre tres ruedas. Utiliza un brazo con una garra en un extremo para recoger un bloque de plástico del piso, luego volver a colocarlo.
Sin duda, esta oficina sin ventanas, completa con alfombras grises, no se parece en nada a la luna, y el robot, apodado “Armstrong”, no duraría un minuto en su superficie frígida.
Pero la escena representa una nueva visión para la exploración espacial, una en la que flotas de robots que trabajan en conjunto con las personas que se arrastran por el paisaje lunar, construyendo observatorios científicos o incluso hábitats humanos.
Xavier O’Keefe opera el robot desde una habitación en el pasillo. Lleva gafas de realidad virtual que le permiten ver a través de una cámara montada sobre Armstrong.
“Es impresionantemente inmersivo”, dijo O’Keefe, quien obtuvo su licenciatura en ciencias de la ingeniería aeroespacial de CU Boulder esta primavera. “Las primeras veces que usé la realidad virtual, el robot estaba sentado en la esquina, y fue realmente extraño verme usándolo”.
Es parte de un equipo de estudiantes de pregrado actuales y anteriores que abordan una pregunta difícil: ¿cómo pueden los humanos en la tierra obtener la capacitación que necesitan para operar robots en el terreno peligroso de la superficie lunar? En la luna, la gravedad es solo un sexto tan fuerte como en nuestro planeta. El paisaje está marcado con cráteres, algunos lanzados en la oscuridad permanente.
En un nuevo estudio que aparece En los avances en la investigación espacial, O’Keefe y otros ex alumnos de CU Boulder Katy McCutchan y Alexis Muniz informan que “gemelos digitales” o entornos hiperrealistas de realidad virtual, podrían proporcionar un proxy útil para la luna: las personas con la oportunidad de manejar los robots sin redactar daño a los equipos multimillonales.
El estudio es parte de un esfuerzo de investigación más amplio dirigido por Jack Burns, profesor de astrofísica emérito en el Departamento de Ciencias Astrofísicas y Planetarias (APS) y el Centro de Astrofísica y Astronomía del Espacio (CASA).
“Había mucho espacio para cometer errores con Armstrong, ya que no era una pieza de hardware de un millón de dólares que iba al espacio”, dijo McCutchan, quien obtuvo su maestría en ciencias de la ingeniería aeroespacial de CU Boulder en 2025. “Fue un buen arena para jugar”.
Crédito: Universidad de Colorado en Boulder
Gemelo digital
Para Burns, coautor del estudio, Armstrong y su gemelo digital VR representan un gran salto hacia adelante, a pesar de la humilde apariencia del robot. Burns es parte de un equipo que trabaja para diseñar un observatorio científico futurista en la luna llamado Farview, que estaría compuesto por una red de 100,000 antenas que se extienden en aproximadamente 77 millas cuadradas de la superficie lunar. Daniel Szafir de la Universidad de Carolina del Norte, Chapel Hill también fue coautor del nuevo estudio.
“A diferencia del programa Apollo, donde los astronautas humanos hicieron todo el trabajo pesado en la luna, el programa de Artemis del siglo XXI de la NASA combinará astronautas y rovers robóticos que trabajan en tándem”, dijo Burns. “Nuestros esfuerzos en CU Boulder están destinados a hacer que los robots lunares sean más eficientes y recuperables de los errores, por lo que el precioso tiempo de los astronautas en la superficie lunar se utilizará mejor”.
El primer obstáculo del grupo espacial: crear un gemelo digital para que Armstrong deambule. Para hacerlo, los investigadores comenzaron creando una réplica digital de su oficina usando un motor de videojuegos llamado Unity, bien hasta las paredes beige y la alfombra monótona.
“Tuvimos que poner al gemelo digital lo más cerca posible de lo real”, dijo O’Keefe, quien ahora es un estudiante de maestría en las ciencias de la ingeniería aeroespacial de ANN y HJ Smead en CU Boulder. “Por ejemplo, cronometramos qué tan rápido se movió el robot en un patio. Luego hicimos la misma prueba en el entorno virtual y obtuvimos la velocidad del robot para ser la misma”.
Luego, el equipo realizó un experimento. En 2023 y 2024, reclutaron a 24 participantes humanos para operar Armstrong mientras estaban sentados en una habitación por el pasillo. Viniendo gafas de realidad virtual, los sujetos tomaron el robot a través de una tarea simple: recogieron y ajustaron un bloque de plástico que representaba una de las antenas en Farview.
La mitad de los participantes, sin embargo, tuvieron una ventaja. Primero practicaron la misma tarea en la versión digital de la oficina.
Los humanos que tuvieron la oportunidad de operar el gemelo digital de Armstrong antes de conducir lo real completaron la tarea aproximadamente un 28% más rápido que los participantes que solo tuvieron la oportunidad de operar el robot físico. También informaron que sintieron menos estrés durante la tarea.
“Eso es lo que es realmente emocionante de esto: puede simular todo en el medio ambiente, desde las sombras hasta la textura de la tierra, y luego entrenar a los operadores en condiciones que están lo más cerca posible”, dijo O’Keefe. “De esa manera, una vez que llegas a la luna, tienes mayores posibilidades de éxito”.
Twin digital del robot Armstrong. Crédito: Red para la exploración y la ciencia espacial
Experiencia del mundo real
McCutchan, quien también se unió al proyecto como estudiante universitario, agregó que el estudio le dio a ella y a sus compañeros una base sobre cómo funciona la investigación en el mundo real.
Por ejemplo, cuando los investigadores comenzaron el experimento, descubrieron que los sujetos humanos seguían cometiendo el mismo error. Cuando fueron a recoger las antenas falsas con Armstrong, a menudo volteaban los bloques por accidente. El grupo no había anticipado eso.
“Cada vez que involucras a las personas, hacen las cosas de una manera que no esperarías”, dijo McCutchan, quien recientemente comenzó a trabajar como ingeniero de pruebas de soluciones mecánicas en Bae Systems, una compañía aeroespacial.
Hoy, el equipo de Burns está avanzando hacia un nuevo objetivo: están recreando el entorno mucho más complejo de la superficie lunar. Los investigadores están trabajando con la compañía Lunar Outpost con sede en Colorado para construir un gemelo digital de un rover en la luna en el mismo motor de juego. La parte más difícil, dijo O’Keefe, es obtener el polvo lunar correcto.
“El rover encenderá el polvo con sus ruedas a medida que conduce, y eso podría bloquear sensores o cámaras”, dijo O’Keefe. “Pero es realmente difícil saber exactamente cómo se mueve el polvo en la luna porque no puedes salir y medirlo”.
Por ahora, está feliz de ser parte del futuro de la exploración lunar, aunque por la seguridad del campus.
“Es increíble ser parte de esto, incluso si es una pequeña parte de poner a la gente en la luna”.
Más información: Xavier O’Keefe et al, la práctica hace la perfección: un estudio de tecnología gemela digital para ensamblaje y resolución de problemas utilizando telerobotics de superficie lunar, avances en la investigación espacial (2025). Doi: 10.1016/j.asr.2025.05.048
Proporcionado por la Universidad de Colorado en Boulder
Cita: Los robots podrían arrastrarse algún día a través de la luna, y los estudiantes de pregrado están poniendo las bases (2025, 2 de julio) recuperado el 2 de julio de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-07-robots-day-moon-undinggrads-laying.html
Este documento está sujeto a derechos de autor. Además de cualquier trato justo con el propósito de estudio o investigación privada, no se puede reproducir ninguna parte sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona solo para fines de información.
