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能够飞檐走壁的NASA外星机器人军团

发布时间:2019-07-17 13:15:33  作者:漫步宇宙  来源:漫步宇宙  阅读:167

      从冰蠕虫到机器猿再到攀爬悬崖的迷你直升机,
      美国宇航局(NASA)的喷气推进实验室
      打造了一个机器人军团,
      能够在火星平原和陨坑跋涉,
      勘测这颗红色星球
      以及其它星球的悬崖、冰盖和其它难以进入的地区。
    能够飞檐走壁的NASA外星机器人军团
      加州死亡谷,机器人LEMUR正在攀爬悬崖。这款机器人采用的抓地技术孕育了一系列可勘测外星球的新型机器人
      美国宇航局喷气推进实验室的工程师设计了一款名为“LEMUR”的四腿机器人,能够利用16根“脚趾”上的微钩抓住各种表面,进而攀爬岩壁,同时还能利用人工智能绕过障碍。在2019年初于加州死亡谷进行的实地测试中,LEMUR选择了一条路线登上悬崖,同时对沿途的岩石进行勘测,搜寻一度覆盖死亡谷的古代海洋留下的化石。
      按照最初的设想,LEMUR将用于维修国际空间站。虽然这一项目已经结束,但却孕育出新一代的行走、攀爬和爬行机器人。在未来的火星或者多冰卫星探索任务中,采用LEMUR的人工智能和攀爬技术的机器人能够帮助科学家搜寻生命迹象。现在,工程师正在进一步优化这些机器人,希望在将来的某一天派遣它们勘测更遥远的星球。
      01 冰蠕虫
    能够飞檐走壁的NASA外星机器人军团
      机器人“冰蠕虫”像尺蠖一样在冰壁上爬行。这款机器人借鉴了LEMUR的设计
      机器人如何在光滑的冰面上移动?对于机器人“冰蠕虫”,答案是一次只移动1英寸(约合2.54厘米)。这款机器人借鉴了LEMUR的肢体设计,能够像尺蠖一样移动。攀爬冰壁时,冰蠕虫的一端钻入壁内,依靠关节在壁上移动。采集样本时,它利用相同的技术稳定身体。此外,这款机器人还采用了LEMUR的人工智能技术,能够做到“吃一堑长一智”,进而提高移动效率。
      在南极洲的冰川和圣海伦斯火山的冰洞,喷气推进实验室的项目负责人亚伦·帕内斯测试了冰蠕虫。在将来的某一天,冰蠕虫不仅可帮助科学家勘察地球的特定地区,同时还会奔赴其它星球。宇航局制定了一系列土星和木星多冰卫星探索计划,冰蠕虫便是其中之一。这些卫星的冰壳下方可能隐藏着海洋。
      02 冻原上的机器猿
    能够飞檐走壁的NASA外星机器人军团
      加州死亡谷,工程师布伦登·查姆伯莱恩-希蒙正在测试机器猿
      冰蠕虫并不是唯一一款用于土卫二“恩克多拉斯”等多冰卫星探索任务的机器人,这些多冰卫星南极端的间歇泉会向太空喷射液体。为了在这样一颗不可预测的星球执行探索任务,机器人需要具备在冰面和充斥着淤泥的地面移动的能力。喷气推进实验室研制的机器猿(RoboSimian)就是为了应对这一挑战。
      机器猿最初是为美国国防高级研究计划局(DARPA)研制的一款救灾机器人,经过改造后可在多冰环境执行任务。这款机器人绰号“路易王”。(致敬《森林王子》中的猿族首领。)机器猿能够靠四条腿爬行,像尺蠖一样移动,也可以像企鹅一样用肚子滑行。它的四肢与LEMUR相同,但四足被有弹性的轮子替代。轮子采用琴用钢丝制成。弹性轮可帮助“路易王”应对不平坦的地形,帮助它完成探索任务。
      03 微型攀爬机器人
    能够飞檐走壁的NASA外星机器人军团
      LEMUR机器人艺术概念图。这款机器人可用于国际空间站设施的检测和维护
      微型攀爬机器人是一个带轮子的漫游者。它的个头很小,可以装进大衣口袋,但身体非常坚固,从3米高的地方坠落也会安然无恙。这款机器人由喷气推进实验室为军方研制,某些攀爬者采用了LEMUR的钩爪,用于钩住粗燥的表面,例如岩石表面和洞壁。其它版本采用类似壁虎脚的技术,能够攀爬光滑表面。仿壁虎粘附技术依靠微小的成角度毛发产生范德华力,帮助机器人牢牢依附金属壁。采用这项技术的机器人可用于修理未来的飞船或者勘测月球、火星和其它星球上难以进入的区域。
      04 水下机器爪
    能够飞檐走壁的NASA外星机器人军团
      水下机器爪是LEMUR衍生的机器人之一,共有16根爪子和250个微钩,能够抓住不规则的表面。在将来的某一天,这款机器人将奔赴小行星或者太阳系的其它小型天体
      就像宇航员可以在水下练习太空行走一样,海洋勘测技术也是近零重力环境探索任务的理想原型。水下机器爪是LEMUR衍生的机器人之一,共有16根机械指和250个微钩,能够抓住不规则的表面。在将来的某一天,这款机器人将奔赴小行星或者太阳系的其它小型天体。现在,水下机器爪被装在海洋探索信托基金的“鹦鹉螺”号水下勘测船,在深度超过1英里(约合1.6公里)的夏威夷深海区采集样本。
      05 会攀崖的迷你直升机
    能够飞檐走壁的NASA外星机器人军团
      2月14日,美国宇航局喷气推进实验室的一个无尘室,火星直升机的飞行模型
      一款太阳能小型直升机将陪同美国宇航局的“火星2020”漫游者,接受一项技术展示任务,为未来的火星探索任务铺路。喷气推进实验室的工程师阿拉什·卡兰塔利并不满足于简单的飞行,现正在研制一种抓手,让火星直升机能够依附在火星的悬崖峭壁上。这种栖息机制借鉴了LEMUR的设计——装有嵌入式钩子的爪形足,能够抓住岩石表面,就像鸟栖息在树枝上一样。这款直升机采用太阳能电池板,能够长时间服役,帮助科学家搜寻生命证据。