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NASA概念设想了一个变形机器人来探索土星的卫星泰坦星

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图解 :艺术家描绘了变形者和它在土星的卫星土卫六(泰坦星)上的各种组成部分。图片提供:美国国家航空航天局/加州理工学院喷气推进实验室/迈瑞林·弗林


当你可以一次发送一堆机器人时,为什么要发送一个机器人去探索世界呢?这就是NASA高度概念化的变形者背后的想法,这是一种模块化、变形、可自我组装的机器人,能够部署几台更小的机器。


变形者的概念目前正被美国国家航空航天局(NASA)的创新先进概念计划(NIAC)项目开发,该项目鼓励研究人员设计创造性的新方法来探索遥远的世界(原文为words)。根据美国宇航局喷气推进实验室发布的新闻稿,这个变形机器人由来自斯坦福大学和康奈尔大学的机器人专家阿里·阿加和他的合作者设计和制造。

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该空中两栖机器人仍处于其发展的萌芽阶段,但如果该概念是可行的,则该机器可用于探索泰坦星上的动态环境,泰坦星是太阳系中除地球以外唯一可以在地表承载液体的星球--即使这种液体是黏糊糊的、类似油状的液态甲烷。

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图解:其当前形式的变形者原型。图像提供:美国国家航空航天局/加州理工学院喷气推进实验室


到目前为止,从对变形者的早期测试看来,是有希望的。目前,3D打印的机器原型可以在地面上滚动,但它也可以分裂成两半,上面的部分以无人驾驶飞机的形式飞行。阿加和他的同事说这只是个开始。最终,他们将为机器人配备能够游泳、漂浮、穿越洞穴等各种可能性的部件。


事实上,这样的装置对于泰坦星来说是完美的,因为它有广阔的甲烷海洋、流动的河流和复杂的地形。据美国宇航局称,泰坦星除了有洞穴系统外,还可能包含爆发氨气或水的冰火山。让机器人探索这些特征至少可以说是很不可思议的。

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“我们对泰坦星表面组成的了解非常有限。岩石地形,甲烷湖,冰火山--我们可能拥有所有这些,但我们还不确定”阿加在美国宇航局发布的报告中说,“因此,我们考虑了如何创建一个多功能的系统,它能够穿越不同类型的地形,但也足够紧凑,可以用火箭发射。”


在理想化的最终形式中,变形者将是一个变形、模块化、自组装的机器人,由被称为“协作机器人”的小型机器人组成。每个协作机器人都配备了一个小螺旋桨,允许它们彼此独立移动。根据美国宇航局的说法,这些协作机器人“也可以去探险,形成一条雏菊链来保持与表面的联系”或者“它们可以转化成一个球体,在平坦的表面上滚动,并节省能量。”

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一旦登上泰坦星的表面,系统的着陆部分,或者说是“母舰”,用阿加的话来说:这将为它的协作机器人提供一种能源。着陆器还将配备各种科学仪器和工具。该研究小组估计,10架机器人将被安装在一个宽约3米(9英尺)的着陆器内,它的大小与惠更斯号着陆器差不多,惠更斯号着陆器于2005年登陆泰坦星。但与其他登陆者不同的是,它可以飞越月球的密集大气层。

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在目前的形式中,变形者是半自动的,需要一些人类的指导。最终,机器人将完全自力更生,这将给它带来探索泰坦的复杂性,更不用说它所有的移动部件了。让任务控制器从地球完全操作这个系统将是非常不便的,因为信号到达土卫六需要超过70分钟。

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显然还有很多工作需要去要做的,而变形者还远远没有准备好。幸亏我们还有NASA的蜻蜓(Dragonfly)可以期待。旋翼飞行器着陆器定于2026年发射,2034年到达泰坦。


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