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NASA研制在极限条件下攀登的机器人,以寻找潜在的地外生命

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online_member 发表于 2019-7-12 21:52:42 | 显示全部楼层 |阅读模式
NASA对制造机器人并不陌生,他们已经制造出了目前正在探索火星的机器人,前往国际空间站的机器人,以及看起来像充气“外星人”的机器人。但现在,NASA正在研制一种机器人,这种机器人不仅能在各种极限条件下驾驶和探索,还能攀岩。

这种四肢行走的机器人被称为狐猴(LEMUR,四肢行走机械多功能机器人(Limbed Excursion Mechanical Utility Robot)),由NASA位于加利福尼亚州帕萨迪那的喷气推进实验室制造。喷气推进实验室在一篇博客文章中称,在其最新的实地测试中,狐猴能够爬上悬崖,“同时扫描岩石,寻找曾经填满该地区的古代化石。”

这种狐猴与生活在非洲大陆马达加斯加岛上的四足哺乳动物毫无关系,它最初是为国际空间站设计的一个修复机器人。然而,它的用途很可能远不止这些,博客文章称,有助于“引领新一代的步行、攀爬和爬行机器人。”受狐猴启发的机器人包括“冰虫(Ice Worm)”,它“像尺蠖一样通过扭动和伸展关节来移动”,并且能够通过钻进冰洞来攀爬冰墙。它利用狐猴的人工智能,目前,正在南极洲的冰川和圣海伦斯山的冰洞中进行测试。太阳系中最大的两颗行星,土星和木星,都有冰冷的卫星,包括木卫二,它有板块构造,可能是生命的潜在家园,NASA研制在极限条件下攀登的机器人,以寻找潜在的地外生命。

其他机器人包括机器人猿(RoboSimian),它最初是由美国国防高级研究计划局为救灾而制造的,轮子是用钢琴丝而不是脚做成的。微型攀岩者(Tiny Climbers)是一种“小到可以装进外套口袋,但强壮到可以攀爬墙壁,并在高达9英尺之处跌落后,依然完好无损”的机器人。水下爪手(Underwater Gripper)可能会被送到小行星上,这与NASA于2018年12月31日进入本努(Bennu)小行星的“奥西里斯-雷克斯(OSIRIS-Rex)”号宇宙飞船,所做的工作并没有什么不同。

以下是NASA喷气推进实验室的博客文章的详细内容,为我们介绍了他们正在做的有关狐猴的工作:

机器人可以在火星的平原和陨石坑上行驶,但如果我们能探索火星上的悬崖、极地帽和其他难以到达的地方,甚至更远的地方,情况会怎么样呢?NASA喷气推进实验室的工程师们设计了一个名为狐猴的四足机器人,它可以攀爬岩壁,16个爪手中各有数百个小鱼钩勾住岩壁,并利用人工智能找到绕过障碍物的路径。在最近一次于2019年初在加利福尼亚州死亡谷进行的野外实地测试中,狐猴选择了一条爬上悬崖的路线,同时扫描岩石,并寻找曾经填满该地区的古代海洋化石。

NASA研制在极限条件下攀登的机器人,以寻找潜在的地外生命27 / 作者:m1717 / 帖子ID:49470,199540



狐猴最初被设计为国际空间站的维修机器人,尽管该项目已经结束,但它帮助开发了新一代的步行、攀爬和爬行机器人,在未来前往火星或冰冷卫星的任务中,带有人工智能和狐猴攀爬技术的机器人,可以帮助寻找类似的生命迹象。这些机器人现在正在研制和在极限条件中磨练技术,也许有一天会成为未来到遥远世界执行任务的一部分,甚至是寻找潜在的地外生命的一部分。以下是NASA喷气推进实验室正在做的五项工作:

1、冰冷世界的机械蠕虫(A Mechanical Worm for Icy Worlds)

机器人如何在光滑的冰面上行驶?对于冰虫来说,答案是一次一英寸,冰虫是由狐猴的一个肢体进化而来的,它像尺蠖一样通过蠕动和伸展它的关节来运动。冰虫机器人爬冰墙的方法是在坚硬的表面钻出一个洞,它可以使用同样的技术在采集科学样本时稳定自己,即使是在悬崖上也能保障其自身安全。这款机器人还拥有狐猴的人工智能,可以通过从过去的错误中学习来导航,磨练自己的技术技能,喷气推进实验室的项目负责人亚伦·帕尼斯(Aaron Parness),将冰虫派遣至南极洲的冰川和圣海伦斯山的冰洞中进行测试,以便它有一天可以为探索地球上的科学和更遥远的世界做出贡献:冰虫是正在开发的探索冰冷的土星和木星的卫星项目的一部分,它们的冰层下可能存在海洋。

2、冻土上的机器人猿

冰虫并不是唯一一种为土星的卫星土卫二这样的冰冷世界开发的唯一方法,那里的南极的间歇泉,将液体喷射到太空中, 在这个变幻莫测的世界中,漫游者需要能够在冰雪覆盖的淤泥质的冻土上行走。 正在开发的机器人猿,就是为了应对这一挑战。

机器人猿最初是作为国国防高级研究计划局的救灾机器人建造的,现在已经经过改装,可以在结冰的环境中移动。根据《奇幻森林》中的角色,机器人猿可以被视为“路易国王”,它可以用四条腿行走,爬行,像尺蠖一样移动,像企鹅一样用腹部滑行。机器人猿有和狐猴一样的四肢,但是,喷气推进实验室的工程师们用音乐线(钢琴里的那种线),做成的有弹性的轮子代替了其爪脚,灵活的轮子帮助路易国王在不平坦的地面上滚动,这在探索像土卫二这样的地方时,是必不可少的。

NASA研制在极限条件下攀登的机器人,以寻找潜在的地外生命47 / 作者:m1717 / 帖子ID:49470,199540



3、微型攀岩者

微型攀岩者是一种轮式车辆,其尺寸小到足以装入大衣口袋,但强壮到可以攀爬墙壁,并能够在高达9英尺(3米)之处跌落后,依然完好无损。由喷气推进实验室为美国军方开发的一些微型攀岩者,使用狐猴的鱼钩夹持器来粘附粗糙的表面,如巨石和洞穴墙。其他人可以使用壁虎粘脚的技术附着在光滑的表面上。这仿佛就是壁虎粘合剂,如它所命名的蜥蜴一样,依赖于显微镜角度的毛发产生范德瓦尔斯力——如果两个物体靠得足够近,原子力就会产生“粘性”。

为了增强这种壁虎般的粘性,这种机器人的混合动力车轮,还利用电荷附着在墙壁上(同样的现象会让你的头发,在你的头上摩擦后粘在气球上)。喷气推进实验室的工程师们为第一代狐猴,创造了壁虎粘合剂,利用范德瓦尔斯力帮助壁虎附着在金属壁上,即使在失重状态下也是如此。使用这种粘合剂或夹持技术的微型攀岩者,可以用来修复未来的航天器,或者探索月球、火星等难以到达的地方。

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4、从海洋到小行星的爪手

就像宇航员在水下进行太空行走训练一样,为海洋探索而建立的技术也可以成为接近零重力环境下执行任务的良好原型。水下爪手是狐猴的一种抓取器,同样有16根爪手和250个鱼钩,可以用于抓取不规则的表面。有一天,它可能会被送到小行星或太阳系中其他小天体上进行探索。目前,水下爪手附属于夏威夷海岸外由海洋探索信托基金运营的水下研究船“鹦鹉螺号”(Nautilus),在那里,它可以从水面以下超过一英里的地方采集深海样本。

5、迷你攀岩直升机(Cliff-Climbing Mini-Helicopter)

伴随着NASA“火星2020”火星探测器的小型太阳能直升机将在短时间内进行技术演示,为未来在火星的飞行任务铺平道路。但是喷气推进实验室的工程师阿拉什·卡兰塔里(Arash Kalantari),并不满足于简单的飞行,他正在开发一种夹持器的概念,这种夹持器可以让飞行机器人紧贴火星悬崖。栖息机制是根据狐猴的设计而设计的:它的爪子上嵌有鱼钩,像鸟抓树枝一样抓牢岩石。在那里,机器人将通过太阳能电池板给电池充电,让它可以自由漫步和寻找生命迹象。


本文选自:今日头条
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