火星に向かいライトセーバーを拾う

サンプルを詰めた筒がライトセイバーのグリップに似てる事からライトセーバーを拾うという表現になったヨーダ。竜巻に巻き込まれたら遠くまで飛ばされる事は無い？以下、機械翻訳。
火星に向かいライトセーバーを拾う
見つけて、取ってきて、集めて。繰り返す。故郷から約2億9000万キロ離れた火星の表面でサンプルを収集するための最良の戦略を見つけるという、一見簡単な作業がテストされている。
火星探査のための技術のテストは、 火星サンプルリターン キャンペーンのESA大学院生研修生であるローラ・ビーレンバーグの日常業務の一部です。 彼女は、オランダのノールドワイクにあるESA の ESTEC技術センターにある、岩だらけの赤い惑星を再現した場所を軽々と動き回ります。この試験場の愛称は「火星ヤード」であり、ESA の 惑星ロボット研究所の一部です。


火星のサンプル管収集戦略のテスト。クレジット: ESA
ローラは、ロボットアームを備えた金属構造物からそれほど遠くない、赤みがかった土の上にチューブを落とします。このチューブは、NASA の探査車パーサヴィアランス が内部に貴重な火星の土を入れて火星に残している、密封されたサンプルのレプリカです 。それらは RSTA (Returnable Sample Tube Assembly の略) と呼ばれており、地球上のほとんどの人々にとってはライトセーバーのように見えます。


NASA の探査機パーサヴィアランスが火星に残したサンプル キャッシュのレプリカは、Returnable Sample Tube Assembly と呼ばれます。クレジット: ESA
彼女は、ESA のサンプル フェッチ ローバーの一部となる予定だった正確な収集システムを再現する、Rabbit (RAS Bread Boarding In-house Testbed) と呼ばれるテストベッドに取り組んでいます。ヨーロッパの探査機は 2022 年にキャンセルされましたが、その背後にある技術は依然として火星サンプルリターンキャンペーンの鍵です。

サンプル 移送アームは、 火星の表面からサンプルチューブを積み込んで地球に送るために依然として必要です。ESAのロボットアームは探査車「パーサヴィアランス」からサンプルを回収する予定で、おそらく バックアップとして サンプル回収ヘリコプターが投下した他のサンプルも回収する予定だ。

ローラは、火星のサンプル管の自律検出から姿勢推定まで、サンプル管収集戦略を研究しています。

Picking up lightsabres for Mars
チームはカメラやセンサーに加えて、ニューラル ネットワークを利用してチューブを検出し、その位置と方向を推定します。人間の脳の仕組みにインスピレーションを得たニューラル ネットワークは、生物学的なニューロンが互いに信号を送る方法を模倣します。これらのコンピューター アルゴリズムは、 ベルギーのルーヴェン カトリック大学と共同で開発されました。

「ニューラル ネットワークはまず、構造物の上部にあるナビゲーション カメラからの画像からチューブを検出します。次に、画像内の点を特定して、地上でのチューブの姿勢を推定します」とローラ氏は説明します。


サンプル採取テストの概要。クレジット: ESA
チームは、同様の照明と地形をシミュレートすることで火星の環境を再現しようとしました。「直接照明と間接照明を組み合わせて、砂、小石、敷石を組み合わせてさまざまなタイプの地形に取り組みました。これらすべてのシナリオは、堅牢なチューブ検出のためにニューラル ネットワークをトレーニングするために不可欠でした」と彼女は付け加えました。


オランダの ESA テクニカル センターの Mars Yard。クレジット: ESA – Remedia。
このミッションの目標は、火星からサンプルを地球に持ち帰ることです。「科学者たちがここ地球上の研究室で火星のレゴリスを分析する機会を持つのはこれが初めてとなります。火星のロボットシステムにつながる研究に取り組み、太陽系の別の惑星の構成について何かを知ることに貢献できると考えるのは素晴らしいことです」と彼女は締めくくった。