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美宇航局設(shè)計(jì)球形機(jī)器人:吸收著陸沖擊力
閱讀:1124 發(fā)布時(shí)間:2014-4-11 據(jù)國(guó)外媒體1日?qǐng)?bào)道,即使是在zui有利的情況下,精密的探測(cè)車要在一顆環(huán)境惡劣的行星上登陸也會(huì)很困難。但是,如果你能像丟下一顆皮球那樣,把一輛探測(cè)車扔到行星表面,不用擔(dān)心它會(huì)被摔壞,結(jié)果又會(huì)怎樣呢?美國(guó)宇航局艾姆斯研究中心的維塔斯-桑斯佩拉爾和艾德里安-阿古基諾正在設(shè)法通過(guò)他們的設(shè)計(jì)——一種被戲稱為“超級(jí)球形機(jī)器人”的可以改變形狀的遙控外骨骼,找到解決這個(gè)問(wèn)題的辦法。
超級(jí)球形機(jī)器人(Super Ball Bot)的球形結(jié)構(gòu)能在沒(méi)有任何油缸防塵套幫助的情況下進(jìn)行著陸,吸收碰撞產(chǎn)生的巨大沖擊力,并能減輕重量,因?yàn)閯e的方法需要攜帶降落傘和防撞氣球。一旦成功登陸,它還能借助像球的結(jié)構(gòu)在表面滾動(dòng),無(wú)需輪子,把延長(zhǎng)和收縮連接剛性結(jié)構(gòu)的纜繩當(dāng)作推動(dòng)力,向前移動(dòng)。與之相同的纜索可以用來(lái)向后拉遙控設(shè)備的一部分,讓位于*的科研設(shè)備可以暴露在外,用于研究。這一設(shè)計(jì)*顛覆了現(xiàn)在正在使用的探測(cè)車的設(shè)計(jì)理念,例如“好奇”號(hào),它采用的是更加傳統(tǒng)的剛性遙控設(shè)備。然而超級(jí)球形機(jī)器人依靠的卻是“張拉整體結(jié)構(gòu)(Tensegrity)”,也就是說(shuō),它*是由一組連續(xù)的壓桿和纜索組成的。
美國(guó)宇航局形容張拉整體結(jié)構(gòu)是一個(gè)有反直覺(jué)的張力結(jié)構(gòu),絲杠保護(hù)套沒(méi)有剛性連接,但是“異常耐用、體重輕盈,而且能夠展開”。張拉整體結(jié)構(gòu)遙控設(shè)備沒(méi)有單一的點(diǎn)會(huì)失靈,也沒(méi)有輪軸或者鉸鏈需要加固。碰撞產(chǎn)生的沖擊力會(huì)被遙控設(shè)備的多個(gè)面分散。按照慣例,這些與眾不同的油缸防塵套結(jié)構(gòu)會(huì)很難控制,因此研究人員正在嘗試借助機(jī)器學(xué)習(xí)算法和靈感來(lái)源于神經(jīng)系統(tǒng)學(xué)的操作方法“中樞模式發(fā)生器”操控它們。阿古基諾告訴《IEEE波譜雜志(IEEE Spectrum)》的雷徹爾-康特蘭茲,他們必須發(fā)明新的操控方法,這樣遙控設(shè)備才能平穩(wěn)、有效地在行星表面運(yùn)行。
這個(gè)設(shè)計(jì)可能會(huì)被用在土星的衛(wèi)星——土衛(wèi)六的一項(xiàng)任務(wù)中。把遙控設(shè)備收縮成絲杠保護(hù)套一個(gè)更小的結(jié)構(gòu),科學(xué)家就能把更多設(shè)備裝入一艘飛船,對(duì)這顆衛(wèi)星的更多表面進(jìn)行研究。美國(guó)宇航局認(rèn)為,超級(jí)球形機(jī)器人能從距離土衛(wèi)六超過(guò)62英里(99.78公里)的高度安全著陸,不會(huì)有任何損毀。就目前而言,任何星際探險(xiǎn)都需要再等數(shù)年時(shí)間才能進(jìn)行,但是這個(gè)科研組已經(jīng)獲得該局的許可,可以繼續(xù)他們的研究。