Representación de la red de malla utilizada en el trabajo de investigación. Crédito: LP Chovet et al.
Los marcos son un componente crítico, aunque subestimado, de cualquier misión de exploración espacial. Pueden variar desde la arquitectura general de la misión, capturando objetivos científicos y técnicos, hasta la estructura de los mensajes enviados entre dos componentes internos del sistema.
Uno de los marcos más interesantes que está recibiendo mucha atención en la comunidad de exploración espacial es la interacción de múltiples robots para un solo propósito, conocido como sistema de múltiples robots o MRS. Además de eso, uno de los marcos más comunes para los robots en la Tierra o en el espacio es el sistema operativo de robots de código abierto (ROS), que comúnmente se usa para ejecutar todo, desde aspiradoras hasta camiones mineros gigantes.
Su iteración más reciente, ROS2, incluso usa otro marco, conocido como middleware, para manejar aspectos de la comunicación de robots, como la red y los datos de empaquetación. Sin embargo, hay muchos artículos intermedios diferentes para elegir para ROS2, por lo que un equipo de investigadores de la Universidad de Luxemburgo decidió tratar de elegir uno que sea el mejor para aplicaciones de exploración planetaria.
El atractivo de tener múltiples robots que se arrastran alrededor de la luna, explorando mientras hablan entre sí, es obvio. Sin embargo, la practicidad de este sistema aún está lejos de la realidad.
El candidato más probable para dicha solución es un sistema de redes conocido como red de malla. Una red tradicional tiene un centro central con el que hablan todas las diferentes sub-nodos, que maneja el procesamiento e interfaces intensivas en datos necesarios para mantener la red en funcionamiento.
Por otro lado, una red de malla permite a cada nodo hablar entre sí sin necesidad de un centro central. Tiene muchas ventajas, como la estabilidad si uno de los nodos cae, y la flexibilidad al encontrar la forma más rápida de obtener datos de un nodo a otro. Sin embargo, tiene las desventajas de ser más intensivos computacionalmente para cada nodo individual y lento en comparación con el modelo tradicional más directo.
Pero dados los cambios en la red que experimentaría un conjunto móvil de robots mientras exploraba mundos extraterrestres, Meshing parece la mejor estrategia.
En una revista de documentos de Sistemas Inteligentes y Robóticos, los investigadores decidieron examinar tres artículos intermedios de Ros2 diferentes para ver cómo manejarían una red de malla similar a una que experimentarían en una misión lunar.
Crédito: Universo hoy
Los tres middlewares fueron FastDDS, el middleware predeterminado más común, Cyclonedds, que se especializa en el envío de mensajes grandes, y Zenoh, que se especializa en tratar con redes inestables. El DDS en nombre de los dos primeros significa el servicio de distribución de datos, un protocolo común para el middleware que permite a ROS2 interactuar con una “capa” de red, en el lenguaje de los modelos de ingeniería.
La medición del rendimiento de cada middleware implicaría calcular cinco variables: si se pueden alcanzar o no todos los robots, cuánta gastos generales utiliza la red, cuánto tiempo tarda un mensaje en alcanzar un objetivo previsto y la utilización general de la CPU y la RAM del robot. Cada métrica captura parte de lo que hace que una red se pueda usar, especialmente en el espacio profundo.
Para probar los diferentes marcos, los autores configuraron un experimento de la vida real. Aún así, en lugar de explorar la luna, establecieron una Sra. Para explorar el entorno urbano que rodea a su universidad. Su Sra. Consistía en un aterrizaje, dos rovers y una antena estática. Uno de los Rovers se alejaría gradualmente de los otros miembros durante todo el experimento, y las métricas de la red se capturarían continuamente en una variedad de tamaños de mensajes.
Descubrieron que Zenoh funcionaba mejor con respecto a la confiabilidad de la red, la sobrecarga de datos y el retraso, aunque utilizaba un poco más de potencia computacional (ciertamente desde una base baja). Esta plataforma parece funcionar bien en entornos de exploración espacial, aunque los mensajes grandes que bloquean el sistema, sin importar el marco utilizado, sigue siendo un problema.
En general, el experimento descrito en el documento es un paso hacia la coordinación de robots que trabajan en concierto en otro mundo. Ya sea que la primera MRS que opere en la Luna o Marte usará Zenoh u otro marco, solo será cuestión de tiempo antes de que algún sistema de redes, probablemente una malla, esté en su lugar en otro mundo.
Más información: Loïck Pierre Chovet et al, Comparación de rendimiento de Ros2 Middlewares para redes de malla múltiple en robots en exploración planetaria, Journal of Intelligent & Robotic Systems (2025). Doi: 10.1007/s10846-024-02211-2
Proporcionado por Universe Today
Cita: El desafío de coordinar múltiples robots en la luna (2025, 30 de mayo) recuperado el 30 de mayo de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-05-multiple-robots-moon.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.
