宇航局正在建造能够攀登岩石和冰崖的机器人

NASA率先开发了各种机器人和机器人系统。除了几十年来一直在探索太阳系的行星和物体的其轨道和卫星之外，还有越来越多的着陆器和探测器一直在探索行星表面。在国际空间站上，他们甚至拥有浮动机器人(如CIMON)和人形机器人助手 - la Robonaut和Robonaut 2。

展望未来，宇航局希望建造能够做得更多的机器人。虽然当前一代的火星车可以穿越火星的平原和陨石坑，但如果它们可以探索悬崖，极地冰盖和其他难以到达的地方呢?这就是Limbed Excursion Mechanical Utility Robot(LEMUR)背后的目的，目前由宇航局喷气推进实验室的工程师开发。

LEMUR是NASA试图建造一个能够爬上悬崖并沿着墙壁伸展的漫游车。这是通过使用它的四个肢体完成的，每个肢体有16个手指，上面有数百个小鱼钩，还有人工智能，可以找到障碍物。其最新的现场测试于2019年初在加利福尼亚州的死亡谷进行，这个地区过去常被海水填满。

沿着一条通往悬崖的路线，机器人使用其科学仪器套件扫描岩石中的古代化石。在缩放倾斜表面的同时寻找生物印记的能力在火星这样的行星上非常方便，古代湖泊中的沉积沉积物可以保存过去生命的证据。这是目前好奇号火星车在火星'大风陨石坑中对夏普山的影响。

最初，LEMUR被认为是国际空间站的修理机器人，这个项目已经结束。尽管如此，该计划还是开发了新一代的行走，攀爬和爬行机器人，当需要将机器人探测器送到火星或太阳系的许多冰冷的卫星来帮助寻找生命时，它们可能非常有用。 。

这些机器人现在正在开发中，珩磨技术可能有一天会成为未来对遥远世界的任务的一部分。

冰冷的世界探索者

对于这种研究，JPL正在开发冰虫，这是一种机器人探险家，正在开发用于导航滑溜溜的冰冷表面。冰蠕虫改编自LEMUR的单个肢体，慢慢地按照与尺寸移动相同的方式 - 通过碾压和伸展其四肢来对抗冰冷的表面。

机器人通过将一个肢体的一端钻入表面进行攀爬来稳定自身，并且可以使用相同的技术在采集科学样品时稳定自身。机器人还使用LEMUR的AI进行导航，这是一种机器学习程序，通过学习过去的错误来学习选择最佳路线。

为了开发机器人的能力，JPL项目负责人Aaron Parness一直在测试南极冰川和圣海伦山内冰洞内的冰虫。这不仅允许冰虫学习在遥远的世界中导航困难的地形，它还使它有助于我们对地球科学日益增长的理解。

将来，这种类型的机器人很可能会被送到土星和木星的冰冷卫星中去调查他们的内陆海洋并寻找生命迹象。

这个概念最初是作为DARPA机器人挑战赛(DRC)的一部分而建立的，该挑战赛从2012年到2015年，旨在创建救灾机器人。RoboSimian在角色是“The Jungle Book”之后绰号“King Louie”，它的名字来源于它有四条腿并且用途广泛 - 它可以在它的腹部行走，爬行，尺蛾或滑动。

自从它首次开发以来，该设计经过修改，以优化其在冰冷环境中的移动性，特别是土星卫星土卫二上的冰冷，不平坦的地形。虽然它使用与LEMUR相同的四个机器人肢体，但JPL工程师用由音乐线制成的弹性轮替换了抓握脚。

这些可以在不平坦的地形上提供更大的灵活性，这对像土卫二这样的身体来说是必不可少的。该机器人配备了先进的光谱仪器套件，可以探测土卫二的南极地区并扫描其羽状物中的有机分子和生物印记的迹象。

微登山

这是指一类轮式车辆，它们足够小，可以放在狭窄的空间内，但足够坚固，可以在墙壁上伸展，并可以承受高达3米(9英尺)的坠落。最初由JPL为开发，一些微型登山者正在重新进行太空探索。有些人使用LEMUR的鱼钩夹持器粘附在粗糙表面上，而其他人则可以使用壁虎粘合剂来刻度光滑的表面。

就像启发它的蜥蜴脚一样，这项技术依赖于产生范德华力的微观角度毛发 - 当表面紧密接近时会产生静电吸引力。机器人的混合轮使用电荷来增强这种效果并粘附在多种表面上 - 包括光滑的金属壁。

一个小小的攀爬机器人卷起一堵墙，夹着鱼钩 - 技术改编自LEMUR的抓脚。图片来源：NASA / JPL-Caltech

出于这个原因，使用相同粘合剂或夹持技术的微型登山者除了探索月球，火星及其他地方难以到达的地点外，还可以修复未来的航天器。

海洋到小行星的抓手

从宇航员培训开始，在水下演习模拟在零重力下工作的情况，为海洋探索建造的技术可以成为微重力环境任务的良好原型。这就是Underwater Gripper发挥作用的地方，它使用LEMUR的一只握手，同样的16个手指和250个鱼钩，用于抓住不规则的表面。

通过一些修改，这个机器人可以部署到近地小行星(NEAs)或太阳系中的其他小体。这些任务的目的可以是从样本采集(了解太阳系的形成和演化的更多信息)到探索矿物和资源。

目前，Underwater Gripper附属于Nautilus--一艘由夏威夷海岸外的海洋勘探信托基金(OET)运营的水下研究船。在那里，它通过从地表以下1.6公里(1英里)处采集深海样本，有助于推进海洋研究。

攀登直升机

航空航天局已经计划在明年向火星发送一架小型太阳能直升机和火星2020探测器。一旦漫游者登陆，这个技术演示者将在短时间内飞行，以确定这个概念是否是未来探索红色星球的有效手段。为了巩固这一点，JPL工程师Arash Kalantari正在开发一种抓地力概念，可以让飞行机器人坚持到火星悬崖边。

这种允许飞行器栖息的机制使用爪式脚和嵌入式鱼钩的相同组合作为LEMUR来抓住岩石，就像鸟类紧贴着树枝一样。在那里，机器人能够通过太阳能电池板为其电池充电，因为它搜索生命的证据，允许飞行器本来可能没有的自由度。

展望未来的太空，很明显，探索和研究工作的增长部分将由机器人处理。这些机器人中的许多机器人本质上是自主的，并且不必依靠人类控制器来导航或控制他们的仪器。这将提供更大的灵活性和探索人类探险家通常无法去的地区的能力。

然而，显而易见的是，“地面靴子”无可替代。因此，如果有人担心机器人将篡夺传统上由宇航员执行的所有任务，他们可以轻松休息。最后，一切都是为了加强人类太空探索，而不是取代勇敢地做人类的人类。

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