又长又滑!美国宇航局发明自主蛇型机器人可穿越冰冷星球

文章来源:新闻中心 2023-12-31

  EELS的设计目的是,探索包括土星卫星在内的冰冷星球,它可以顺着星球表面狭窄的喷口向下滑入,并在其地下海洋中寻找宜居的迹象。

  最近,一个新的机器人加入了美国宇航局的奇特机械生物行列,这些生物将穿越其他星球去寻找生命。但与通常的SUV或小型直升机形状的自动机器不同,这款机器又长又滑,而且看上去令人毛骨悚然。

  据美国宇航局介绍,NASA喷气推进实验室(JPL)的一组工程师发明了一种蛇形机器人,它能够最终靠冰冷星球表面下的狭窄通风口滑下去。

  喷气推进实验室的EELS首席研究员小野宏(Hiro Ono)表示:“有几十本关于如何设计四轮车辆的教科书,但没有一本是关于如何设计一个自主蛇型机器人的,使它可以大胆地去到以前没有机器人去过的地方。所以,我们一定要自己写。这就是我们现在正在做的。”

  “外生物学现存生命探测器(Exobiology Exant Life Surveyor)”,简称“EELS”,目前正在喷气推进实验室做测试,以便有朝一日可以在一定程度上完成穿越地球、月球和土星的卫星土卫二上的各种地形。科学家认为,这颗冰冷的卫星的地下海洋中有几率存在生命的迹象。

  EELS项目经理、喷气推进实验室的马修·罗宾逊(Matthew Robinson)表示:“它有能力到达其他机器人无法到达的地方。虽然,有些机器人在某种特定的地形上表现得更好,但EELS的想法是有能力做到这一切。”

  第一个EELS原型已于2019年建成,从那时起,这个机器人背后的团队每个月都在进行现场测试,以改进其软件和硬件,使其能够自主运行。罗宾逊说:“当你要去一个你不知道会发现什么的地方时,你肯定会希望先派遣一个多功能的、有风险意识的机器人,它可以为不确定性准备好,并能自己做出决定。”

  EELS蛇形机器人长达13英尺(4米),重约220磅(100公斤)。NASA在声明中写道,这个蛇形机器人由“10个相同的旋转节段组成,利用螺纹实现推进、牵引和抓地力”。机器蛇已经在雪、沙和冰的不同环境中进行了测试,包括喷气推进实验室的火星场(在南加州的一个滑雪胜地创建的“机器人游乐场”)和当地的室内溜冰场。

  NASA工程师设计的EELS能够自主感知环境、计算风险,并能自行恢复。该项目的自主负责人罗汉·塔克尔(Rohan Thakker)解释道:“想象一下,一辆无人驾驶的汽车,没有停车标志,没有交通信号,甚至没有道路。机器人必须弄清楚道路是什么,并努力沿着它走。然后,它需要从100英尺高的地方爬下来,而不是掉下来。”

  上图:2022年9月,喷气推进实验室团队在不列颠哥伦比亚省将机器人的传感器头放入一个垂直竖井中,以测试其机动性。

  EELS配备了四对立体摄像机和激光雷达,它使用激光脉冲来创建周围环境的3D地图。机器人使用地图通过其导航算法,找出最安全的前进路径。未来,小组成员将决定EELS蛇机器人配备哪些科学仪器。

  该项目的自主负责人罗汉·塔克尔表示:“到目前为止,我们的重点是自主能力和机动性,但最终我们将研究哪些科学仪器可以与EELS集成。科学家将告诉我们他们想去哪里,他们最感兴趣的是什么,我们会提供一个机器人带他们去那里。怎么样?这就像创业一样,我们只要建立它。”

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