世界热点！蛇形机器人将“出差”外太空

2023-05-12 20:22:57

NASA喷气推进实验室的一个团队正在孜孜不倦地探索一种蛇形机器人，能够跨越极端地形，抵达那些人类难以到达的区域，这种机器人能够探索未曾涉足之地，但无需人工实时操纵。

起初，科学家们是想从土星卫星土卫二冰冷地壳的狭窄通风口下降，寻找隐藏在土星卫星土卫二冰壳下的海洋中的生命迹象进入太空的间歇泉，进而为这样一个具有挑战性的目的地而设计已经产生了高度适应性的机器人，所以有了这款自走式自主机器人。

该机器人被称为EELS（Exobiology Extant Life Surveyor 的缩写），它可以在地球、月球和更远的地方的各种地形中选择一条安全的路线，包括起伏的沙子和冰、悬崖壁、对漫游者来说太陡峭的陨石坑、地下熔岩管和冰川内迷宫般的空间。

(相关资料图)

由于地球和深空之间的通信滞后时间，EELS需要自主感知其环境、计算风险、行动并使用尚未确定的科学仪器收集数据，当出现问题时，机器人需要在没有人工协助的情况下自行解决问题。

该机器人在2019年开始立项研究，预计在2024年秋季可以上线发布，目前正在各个环境中广泛测试它的适用性，确保它可以在极端环境下可以不需要控制自主运行，并把收集到的数据传输到科研人员手上。

目前版本的机器人重100公斤，长大约4米，由10个相同的旋转部分组成，使用螺纹进行推进、牵引和抓握，目前3D 打印塑料螺纹在较松的地形上进行测试，而更窄、更锋利的黑色金属螺纹用于冰面测试。

机器人的“蛇头”采用可以实时视频发送给操作员的3D摄像头和激光雷达，四对立体相机和激光雷达可以创建其周围环境的3D地图，并利用来自这些传感器的数据，导航算法可以找出最安全的前进路径；机器人的身体上还部署着有效负荷和传感器，使科学家能够捕捉地下压力、电导率和温度，目前需要尽快为机器人创建“步态”库，让机器人可以响应地形挑战的移动方式，从侧绕到自身卷曲，团队称之为“香蕉”的动作。

这个机器人的行动机构是由48个小型电机组成的执行器组，可以使其灵活地采用多种配置，但会增加硬件和软件团队的工作难度，这些执行器可以看作是48个“方向盘”，内置了许多力矩传感器，就像皮肤一样工作，让机器人可以感受到在地形上施加的力量，这有助于机器人在表面不平整的狭窄通道中上下移动，并像攀岩者一样将自己配置在对面的墙壁上推进。

项目负责人在介绍机器人时说：“想象一辆自动驾驶的汽车，但没有停车标志，没有交通信号灯，甚至没有任何道路，机器人必须弄清楚道路是什么，然后尝试遵循它，并且它需要下降100英尺而不是掉下来。到目前为止，我们的重点一直放在自主能力和机动性上，但最终我们将研究可以将哪些科学仪器与EELS相结合”

EELS蛇形机器人的优点在于它有能力去其他机器人不能去的地方，尽管在一些特定的环境下有些机器人的表现更好，但EELS是要做更全能的机器人，他可以在任何地形上有所表现，当你要去一个你不知道会发现什么的地方时，你想就会想到派一个多功能的、有风险意识，并且可以自己做出决定的机器人来应对不确定性。

据悉，一旦EELS蛇形机器人准备就绪，航天器将EELS运送到土星卫星大约需要12年时间，研究人员希望机器人一旦找到进入土星卫星的通风口，只需几天时间就能到达海洋冰壳，如果一切顺利，这款蛇形机器人可以将海洋世界的探索提升到一个新的水平。NASA在谈到该机器人时表示，EELS 系统是一个移动仪器平台，旨在探索内部地形结构、评估宜居性并最终寻找生命证据，它旨在适应穿越海洋世界启发的地形、流化介质、封闭的迷宫环境和液体。

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