| Artículos | 01 FEB 2000

Funcionamiento del RAX

Tags: Histórico
Eloy Anguiano.
Lo prometido es deuda. En el artículo anterior describía un experimento que está realizando la NASA en cuanto al control espacial robotizado. Prometía que describiría más en detalle su funcionamiento. En este artículo voy a hacer justamente eso.
Antes de nada recordemos en que consiste de forma resumida. Este experimento denominado RAX (Remote Agent eXperiment) consiste en poner a brueba un sistema robotizado capaz de tomar decisiones por si mismo. Esta capacidad le permite al agente remoto tomar decisiones en cuanto a las tareas a realizar. Éstas dependen tanto de las órdenes de alto nivel recibidas del control de tierra, como de la situación del robot en cada instante.
El agente remoto es divisible en tres componentes claramente diferenciados que, actuando conjuntamente, constituyen el control de la nave espacial. Estos tres componentes se denominan PS (Planer and Scheduler), EXEC (EXEcutive) y MIR (Mode Identification and Recovery).
El PS produce planes flexibles con actividades básicas que deben ser realizadas en un orden determinado para conseguir los objetivos deseados, El módulo EXEC lleva a cabo cada una de las actividades simples. El módulo MIR, por su parte, realiza la monitorización del estado de la nave e intenta corregir los problemas cuando estos suceden.
El modo de funcionamiento resumido es el siguiente:

- El EXEC solicita un plan al PS.
- El PS produce un plan para un determinado periodo en función de los fines buscados y del estado del vehículo.
- El EXEC recibe el plan del PS, determina entonces los detalles del plan y comanda la ejecución de cada uno de los detalles por parte de los sistemas del vehículo.
- El MIR monitoriza constantemente el estado del vehículo. Identifica los fallos si existen y sugiere acciones que permiten recobrar el estado de funcionamiento normal.
- El EXEC ejecuta la acción de recuperación o solicita un nuevo plan del PS que tenga en cuenta el fallo.
Cada una de estas partes está en constante comunicación con las restantes y con los componenetes externos que conforman el vehículo.
El MIR recibe información de todos los sistemas de monitorización del vehículo. El PS recibe información de los distintos sistemas expertos para configurar los planes y el EXEC envía comandos al software de vuelo.
Un sistema así desarrollado es independiente de los elementos que configuran el vehículo pues trabaja con elementos abstractos, con tareas y finalidades siendo el software de vuelo, los sistemas de monitorización y los sistemas expertos los que dependen del tipo de vehículo. En la figura adjunta se pued ver como interactúa cada uno de los tres componentes del agente remoto con los dispositivos externos entre si.
Veamos cada uno de estos tres elementos más en detalle. El primero que vamos a ver es el PS. El planificador determina las tareas que se van a realizar y va a establecer un horario para llevarlas a cabo. Veamos un ejemplo sencillo que realizacos normalmente: hacer la compra diaria. Para hacerlo me he de trazar un plan y un horario. Veamos: entre las 9:30 y las 9:35 debo coger las llaves y la bolsa de la compra; entre las 9:50 y las 10:15 compro leche, pan, unos fieletes, detergente y algo de fruta; entre las 10:15 y las 10:30 voy desde el supermercado hasta casa; de las 10:30 a las 10:40 coloco la compra. En este plan, aparentemente simple existen una serie de tareas sujetas a restricciones y otras que no lo están. Entre las múltiples restricciones están, por ejemplo que hay que ir al supermercado después de coger las llaves, de lo contrario nos quedaríamos en la calle después de haber realizado todas las tareas y no conseguiríamos llevar a cabo nuestro objetivo. A su vez el horario deberá tener en cuenta que se dan todas lsa condiciones necesarias para llevar a cabo las tareas. Por ejemplo, si no tenenos dinero deberemos introducir en el plan una visita al cajero para tener dinero o podremos pagar la compra en el supermercado. Otro conjunto de tareas son independientes entre si y podrán realizarse en cualquier orden. En el ejemplo el coger el pan y coger la leche son dos tareas que no están sujetas a ninguna restricción entre ellas y por tanto se pueden realizar en cualquier orden dentro del tramo horario que les corresponde.
En el caso del planificador del Deep Space I, el PS es el encargado de planificar y establecer los horarios de las tareas. El control de tierra establece los objetivos y el planificador prepara un plan y un horario para para conseguir la realización del objetivo. El planificador es lo suficientemente flexible como para cambiar los planes y horarios, si existe algún error o cambian las condiciones o los objetivos.
Sin embargo, para conseguir un objetivo no basta con trazar un plan sino que hay que realizar cada una de las tareas incluidas en éste. Por ejemplo, la tarea de coger el pan esta conformada por muchas minitareas como son la búsqueda con la vista del pan en las estanterías, dirigirnos hacía allí y coger el pan con la mano evitando todos los objetos que hay en su camino. Sin embargo, todas las señales que envía y procesa el cerebro se realizan de forma autónoma sin necesidad de preocuparnos por ellas conscientemente. El módulo EXEC es el encargado de realizar de forma autónoma estas tareas y si no es capaz de realizarlas tiene una mínima capacidad de decisión que le permite actuar de alguna forma alternativa o comunicárselo al PS para que cambie el plan adecuadamente.
Otra de las tareas del módulo EXEC es la de buscar el instante más adecuado para realizar una determinada tarea, puesto que muchas veces ésta debe realizarse dentro de una ventana de tiempo determinada suficientemente amplia como para que sobre mucho tiempo para realizarla. Sin embargo, la eficacia de dicha tarea es mayor se si realiza en unas determinadas condiciones que en otras. Esta habilidad le permite al sistema estar preparado para aprovechar oportunidades de investigación inesperadas y difícilmente reproducibles hasta que el suceso fortuito no es analizado seriamente.
El último de los elementos es el MIR. Éste es muy importante desde el punto de vista de la consecución de todos los objetivos de la misión, puesto que muchas veces un error que no sea recuperado a tiempo puede dar al traste con la misión o hacerla sumamente complicada.
El módulo MIR es como un médico para el vehículo, dictamina cuál es el estado del vehículo en función de los valores que recibe de los sistemas de monitorización del funcionamiento de cada uno de los elementos. Una vez examinado el “paciente”, realiza un diagnóstioco y prescribe un tratamiento para tratar el problema. El sistema MIR hace igual, haciendo que el módulo EXEC realice este “tratamiento”. Sí éste no consigue corregir el problema sea necesario cambiar el estilo de vida del paciente, por ejemplo añadiendo ejercicio y cambiando los hábitos alimenticios. De igual forma el MIR cuando no consigue solucionar un problema a través del EXEC cambia la “forma de vida” del vehículo. Para ello ambos (MIR y EXEC) se comunican con el PS para que cambie adecuadamente los planes. De esta forma se pretende resolver el problema a un nivel de decisión superior.
Como el lector puede comprobar, el funcionamiento de este sistema es muy similar al modo de actuación de las personas y por tanto se le puede asignar de algún modo un cierto nivel de inteligencia al ingenio espacial que lo está poniendo a prueba: el Deep Space I (DS1) que justifica el título

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