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美宇航局設計球形機器人:可吸收著陸衝擊力

星之球激光 來源:新浪2014-01-03 我要評論(0 )   

美國宇航局正在設計一個(ge) 柔軟、可變形的遙控外骨骼,用於(yu) 登陸地外行星。這種球形結構或許可以在沒有任何幫助的情況下安全著陸,吸收撞擊產(chan) 生的大部分衝(chong) 擊力 該任務的概念...

 

美國宇航局正在設計一個(ge) 柔軟、可變形的遙控外骨骼,用於(yu) 登陸地外行星。這種球形結構或許可以在沒有任何幫助的情況下安全著陸,吸收撞擊產(chan) 生的大部分衝(chong) 擊力

該任務的概念圖,可能會(hui) 有很多超級球形機器人展開,並降落在這裏,然後在地表移動,進行科研探險該任務的概念圖,可能會(hui) 有很多超級球形機器人展開,並降落在這裏,然後在地表移動,進行科研探險

由幾十,甚至是數百個(ge) 可折疊的微小遙控設備(每個(ge) 的重量僅(jin) 有幾公斤)組成的一個(ge) 理想團隊,在發射時將能輕鬆放入飛船,到達目的地後也很容易分開和卸貨  由幾十,甚至是數百個(ge) 可折疊的微小遙控設備(每個(ge) 的重量僅(jin) 有幾公斤)組成的一個(ge) 理想團隊,在發射時將能輕鬆放入飛船,到達目的地後也很容易分開和卸貨

  據國外媒體(ti) 1日報道,即使是在最有利的情況下,精密的探測車要在一顆環境惡劣的行星上登陸也會(hui) 很困難。但是,如果你能像丟(diu) 下一顆皮球那樣,把一輛探測車扔到行星表麵,不用擔心它會(hui) 被摔壞,結果又會(hui) 怎樣呢?美國宇航局艾姆斯研究中心的維塔斯-桑斯佩拉爾和艾德裏安-阿古基諾正在設法通過他們(men) 的設計——一種被戲稱為(wei) “超級球形機器人”的可以改變形狀的遙控外骨骼,找到解決(jue) 這個(ge) 問題的辦法。

 

  超級球形機器人(Super Ball Bot)的球形結構能在沒有任何幫助的情況下進行著陸,吸收碰撞產(chan) 生的巨大衝(chong) 擊力,並能減輕重量,因為(wei) 別的方法需要攜帶降落傘(san) 和防撞氣球。一旦成功登陸,它還能借助像球的結構在表麵滾動,無需輪子,把延長和收縮連接剛性結構的纜繩當作推動力,向前移動。與(yu) 之相同的纜索可以用來向後拉遙控設備的一部分,讓位於(yu) 中央的科研設備可以暴露在外,用於(yu) 研究。這一設計徹底顛覆了現在正在使用的探測車的設計理念,例如“好奇”號,它采用的是更加傳(chuan) 統的剛性遙控設備。然而超級球形機器人依靠的卻是“張拉整體(ti) 結構(Tensegrity)”,也就是說,它完全是由一組連續的壓杆和纜索組成的。

 

 

  美國宇航局形容張拉整體(ti) 結構是一個(ge) 有反直覺的張力結構,它沒有剛性連接,但是“異常耐用、體(ti) 重輕盈,而且能夠展開”。張拉整體(ti) 結構遙控設備沒有單一的點會(hui) 失靈,也沒有輪軸或者鉸鏈需要加固。碰撞產(chan) 生的衝(chong) 擊力會(hui) 被遙控設備的多個(ge) 麵分散。按照慣例,這些與(yu) 眾(zhong) 不同的結構會(hui) 很難控製,因此研究人員正在嚐試借助機器學習(xi) 算法和靈感來源於(yu) 神經係統學的操作方法“中樞模式發生器”操控它們(men) 。阿古基諾告訴《IEEE波譜雜誌(IEEE Spectrum)》的雷徹爾-康特蘭(lan) 茲(zi) ,他們(men) 必須發明新的操控方法,這樣遙控設備才能平穩、有效地在行星表麵運行。

 

  這個(ge) 設計可能會(hui) 被用在土星的衛星——土衛六的一項任務中。把遙控設備收縮成一個(ge) 更小的結構,科學家就能把更多設備裝入一艘飛船,對這顆衛星的更多表麵進行研究。美國宇航局認為(wei) ,超級球形機器人能從(cong) 距離土衛六超過62英裏(99.78公裏)的高度安全著陸,不會(hui) 有任何損毀。就目前而言,任何星際探險都需要再等數年時間才能進行,但是這個(ge) 科研組已經獲得該局的許可,可以繼續他們(men) 的研究。

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