蛇形機(jī)器人將“出差”外太空

Callejon

NASA噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)團(tuán)隊(duì)正在孜孜不倦地探索一種蛇形機(jī)器人，能夠跨越極端地形，抵達(dá)那些人類難以到達(dá)的區(qū)域，這種機(jī)器人能夠探索未曾涉足之地，但無(wú)需人工實(shí)時(shí)操縱。
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0 ?- M" l8 P4 A) D, O8 {# R起初，科學(xué)家們是想從土星衛(wèi)星土衛(wèi)二冰冷地殼的狹窄通風(fēng)口下降，尋找隱藏在土星衛(wèi)星土衛(wèi)二冰殼下的海洋中的生命跡象進(jìn)入太空的間歇泉，進(jìn)而為這樣一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的目的地而設(shè)計(jì)已經(jīng)產(chǎn)生了高度適應(yīng)性的機(jī)器人，所以有了這款自走式自主機(jī)器人。
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* z2 J$ A0 O& p8 L  \( h+ Q該機(jī)器人被稱為EELS（Exobiology Extant Life Surveyor 的縮寫），它可以在地球、月球和更遠(yuǎn)的地方的各種地形中選擇一條安全的路線，包括起伏的沙子和冰、懸崖壁、對(duì)漫游者來(lái)說(shuō)太陡峭的隕石坑、地下熔巖管和冰川內(nèi)迷宮般的空間。

6 P7 d% J- g, e# i3 N3 u# J" l由于地球和深空之間的通信滯后時(shí)間，EELS需要自主感知其環(huán)境、計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)、行動(dòng)并使用尚未確定的科學(xué)儀器收集數(shù)據(jù)，當(dāng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，機(jī)器人需要在沒(méi)有人工協(xié)助的情況下自行解決問(wèn)題。

  Y: T# P" N& J& W該機(jī)器人在2019年開始立項(xiàng)研究，預(yù)計(jì)在2024年秋季可以上線發(fā)布，目前正在各個(gè)環(huán)境中廣泛測(cè)試它的適用性，確保它可以在極端環(huán)境下可以不需要控制自主運(yùn)行，并把收集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇蒲腥藛T手上。
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目前版本的機(jī)器人重100公斤，長(zhǎng)大約4米，由10個(gè)相同的旋轉(zhuǎn)部分組成，使用螺紋進(jìn)行推進(jìn)、牽引和抓握，目前3D 打印塑料螺紋在較松的地形上進(jìn)行測(cè)試，而更窄、更鋒利的黑色金屬螺紋用于冰面測(cè)試。
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機(jī)器人的“蛇頭”采用可以實(shí)時(shí)視頻發(fā)送給操作員的3D攝像頭和激光雷達(dá)，四對(duì)立體相機(jī)和激光雷達(dá)可以創(chuàng)建其周圍環(huán)境的3D地圖，并利用來(lái)自這些傳感器的數(shù)據(jù)，導(dǎo)航算法可以找出最安全的前進(jìn)路徑；機(jī)器人的身體上還部署著有效負(fù)荷和傳感器，使科學(xué)家能夠捕捉地下壓力、電導(dǎo)率和溫度，目前需要盡快為機(jī)器人創(chuàng)建“步態(tài)”庫(kù)，讓機(jī)器人可以響應(yīng)地形挑戰(zhàn)的移動(dòng)方式，從側(cè)繞到自身卷曲，團(tuán)隊(duì)稱之為“香蕉”的動(dòng)作。

這個(gè)機(jī)器人的行動(dòng)機(jī)構(gòu)是由48個(gè)小型電機(jī)組成的執(zhí)行器組，可以使其靈活地采用多種配置，但會(huì)增加硬件和軟件團(tuán)隊(duì)的工作難度，這些執(zhí)行器可以看作是48個(gè)“方向盤”，內(nèi)置了許多力矩傳感器，就像皮膚一樣工作，讓機(jī)器人可以感受到在地形上施加的力量，這有助于機(jī)器人在表面不平整的狹窄通道中上下移動(dòng)，并像攀巖者一樣將自己配置在對(duì)面的墻壁上推進(jìn)。

% X4 K$ L% w- g項(xiàng)目負(fù)責(zé)人在介紹機(jī)器人時(shí)說(shuō)：“想象一輛自動(dòng)駕駛的汽車，但沒(méi)有停車標(biāo)志，沒(méi)有交通信號(hào)燈，甚至沒(méi)有任何道路，機(jī)器人必須弄清楚道路是什么，然后嘗試遵循它，并且它需要下降100英尺而不是掉下來(lái)。到目前為止，我們的重點(diǎn)一直放在自主能力和機(jī)動(dòng)性上，但最終我們將研究可以將哪些科學(xué)儀器與EELS相結(jié)合”

3 k; d& V' m) JEELS蛇形機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)在于它有能力去其他機(jī)器人不能去的地方，盡管在一些特定的環(huán)境下有些機(jī)器人的表現(xiàn)更好，但EELS是要做更全能的機(jī)器人，他可以在任何地形上有所表現(xiàn)，當(dāng)你要去一個(gè)你不知道會(huì)發(fā)現(xiàn)什么的地方時(shí)，你想就會(huì)想到派一個(gè)多功能的、有風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)，并且可以自己做出決定的機(jī)器人來(lái)應(yīng)對(duì)不確定性。

據(jù)悉，一旦EELS蛇形機(jī)器人準(zhǔn)備就緒，航天器將EELS運(yùn)送到土星衛(wèi)星大約需要12年時(shí)間，研究人員希望機(jī)器人一旦找到進(jìn)入土星衛(wèi)星的通風(fēng)口，只需幾天時(shí)間就能到達(dá)海洋冰殼， 如果一切順利，這款蛇形機(jī)器人可以將海洋世界的探索提升到一個(gè)新的水平。NASA在談到該機(jī)器人時(shí)表示，EELS 系統(tǒng)是一個(gè)移動(dòng)儀器平臺(tái)，旨在探索內(nèi)部地形結(jié)構(gòu)、評(píng)估宜居性并最終尋找生命證據(jù)，它旨在適應(yīng)穿越海洋世界啟發(fā)的地形、流化介質(zhì)、封閉的迷宮環(huán)境和液體。