Una investigación de la Universidad de Colorado Boulder trae una nueva visión para la exploración lunar: flotas de robots colaborando con humanos en la superficie lunar para construir estaciones de observación científica e incluso hábitats humanos. Un equipo compuesto por estudiantes de pregrado y posgrado de la universidad está dedicado a resolver el problema de cómo los humanos en la Tierra pueden obtener el entrenamiento necesario para operar robots en el terreno peligroso de la superficie lunar.

En una oficina sin ventanas con alfombra gris en la Universidad de Colorado Boulder, el robot apodado "Armstrong" está realizando pruebas relacionadas. El miembro del equipo Xavier O'Keefe usa gafas de realidad virtual, controlando sus acciones a través de una cámara montada en la parte superior del robot. O'Keefe dijo que al principio, usar VR para controlar el robot era muy inmersivo y se sentía maravilloso.

La gravedad en la superficie lunar es solo alrededor de un sexto de la de la Tierra, y está llena de cráteres, algunos de los cuales están permanentemente en oscuridad; operar robots en tal entorno es extremadamente desafiante. En un nuevo estudio publicado en la revista Advances in Space Research, O'Keefe y los exalumnos Katie McQuillan y Alexis Muniz reportaron que los "gemelos digitales" o entornos de realidad virtual hiperrealistas pueden proporcionar escenarios de entrenamiento alternativos útiles para la exploración lunar, permitiendo a las personas dominar las habilidades de conducción de robots sin preocuparse por dañar equipos valorados en millones de dólares.

Esta investigación es parte de un estudio a mayor escala liderado por el profesor emérito de astrofísica del Departamento de Astrofísica y Ciencias Planetarias (APS) y el Centro de Astrofísica y Astronomía Espacial (CASA), Jack Burns. McQuillan dijo que el robot "Armstrong" es como una caja de arena con la que se puede jugar libremente, facilitando diversos entrenamientos operativos.

El equipo de Burns está dedicado a diseñar la futura estación de observación científica lunar llamada FarView, que consistirá en una red de 100.000 antenas cubriendo aproximadamente 77 millas cuadradas (117 km²) de la superficie lunar. Burns indicó que, a diferencia del programa Apolo, el programa Artemis de la NASA en el siglo XXI involucrará a astronautas y rovers robóticos trabajando en colaboración; los esfuerzos de la Universidad de Colorado Boulder buscan mejorar la eficiencia y la capacidad de recuperación de fallos de los robots lunares, utilizando mejor el valioso tiempo de los astronautas en la superficie lunar.

Para crear el gemelo digital de "Armstrong", los investigadores primero usaron el motor de videojuegos Unity para crear una réplica digital de la oficina, incluyendo detalles como paredes beige y alfombra monótona, asegurando que el gemelo digital sea lo más cercano posible al objeto real.

Luego, el equipo realizó un experimento. En 2023 y 2024, reclutaron a 24 participantes humanos, sentándolos en la habitación para operar "Armstrong". La mitad de los participantes practicaron primero en la oficina digital levantando y ajustando un bloque de plástico que representa una antena de FarView. Los resultados mostraron que los participantes que tuvieron la oportunidad de operar el gemelo digital del robot antes de conducir el real completaron la tarea aproximadamente un 28% más rápido que aquellos que solo operaron el robot físico, y se sintieron menos estresados. O'Keefe dijo que todo en el entorno simulado, desde sombras hasta la textura del suelo, permite a los operadores entrenar en condiciones lo más cercanas posible a la realidad, mejorando las probabilidades de éxito al aterrizar en la Luna.

McQuillan indicó que esta investigación les permitió a ella y a sus compañeros entender cómo funciona la investigación en el mundo real. Los investigadores descubrieron que los sujetos humanos en los experimentos siempre cometían el mismo error: al levantar la antena falsa, a menudo volteaban accidentalmente el bloque.

Ahora, el equipo de Burns está avanzando hacia nuevos objetivos, colaborando con la compañía Lunar Outpost con sede en Colorado para usar el mismo motor de juego para crear un modelo de gemelo digital de un rover lunar. O'Keefe dijo que la parte más difícil es obtener polvo lunar adecuado, porque el polvo levantado por el rover lunar podría obstruir sensores o cámaras, y es difícil entender exactamente cómo se mueve el polvo en la Luna.

Aunque la investigación actual aún se realiza en el campus, los miembros del equipo están emocionados de ser parte de la futura exploración lunar. O'Keefe reflexionó: "Es genial estar involucrado, incluso si esto es solo una pequeña parte de los humanos aterrizando en la Luna".