地面|小身材,大能量,“玩具車”也能上九天攬月

忘了大魔神(日本動漫《大魔神》里的巨大機器人)、擎天柱和巨大化班德(美國動漫《飛出個未來》里的機器人)吧,有時最強大的機器人會以小巧的形象出現。
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來自佐治亞理工的研究團隊設計了一個迷你月球車。這個月球車擁有在外星球崎嶇地面行動的能力:它可以爬火星上最陡的山峰,或者通行在月球表面顛簸的石子路。
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研究團隊受到美國國家航空航天局(NASA)NRI項目的支持,NRI項目全稱是National Robotics Initiative國家機器人創新計劃。
這個月球車看起來就像一個玩具小卡車,但是基于復雜運動技術設計的它,擁有超出想象的移動能力。這個具體而微的月球車有4個輪子和12個馬達。
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輪子上的輔助設備可以把月球車舉離地面,再加上四個輪子可以任意轉向,讓這個機器人有能力通行于地外行星的沙地或者軟顆粒地面。
這種輪子還可以讓迷你月球車爬上地面又軟又滑的陡峭山峰。迷你月球車爬坡時采用一種包含了踩踏板、行走和輪上旋轉多種動作混合,這個組合動作被設計者稱為“尾旋踩踏板”。
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“當機器人通過松散物質地面時,物質的流動會引發問題?!钡ぁす诺侣淌谠谝环萋暶髦姓f。丹·古德曼是佐治亞理工學院物理系鄧恩家族教席的教授,同時也是迷你月球車團隊成員?!皺C器人有足夠多的自由度,可以讓它被卡住時高效率的脫身?!?br /> 地面|小身材,大能量,“玩具車”也能上九天攬月
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這個月球車既小巧又強大。圖片來源:克里斯托弗·莫爾,佐治亞理工
基本上可以說,小月球車翻越大山,是通過創造自己的“小山”。月球車前輪壓垮輪下部分地面,并將物質推向后輪方向。后輪左右扭動,舉向空中并作出劃水一樣的動作,就這樣爬過一座座前輪創造的“小山”,幫助小月球車翻越陡峭的高山。
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“在前期工作中,通過研究靠四肢前進的動物型機器人,我們發現問題的關鍵在于行進中不能制造混亂,”古德曼說道。“如果你的機器人制造了太多混亂,那么最終只能在顆粒物質中攪合打轉,不能前進?!?br /> “我們發現,如果你想快速移動,那么就需要在動作持續不斷變化的同時盡量保持腳下的地面足夠堅實?!?br /> 地面|小身材,大能量,“玩具車”也能上九天攬月
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迷你月球車在模擬其它行星嚴苛表面的環境中移動。圖片來源:克里斯托弗·莫爾,佐治亞理工
研究團隊和NASA約翰遜航天中心合作,用3D打印機設計制作了這臺機器人。之后他們在環境實驗室里創造了一個模擬其它行星表面沙地和斜坡的實驗箱,在這里測試了機器人的各項能力。
在這個小比例月球車身上所做的各種實驗,是為了驗證運動技術在類似地面上的應用效果,以便于將來把這些技術應用于大型月球車上,并送它們去往月球或者火星。
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地面|小身材,大能量,“玩具車”也能上九天攬月】迷你月球車的理念是受到了NASA之前因為預算原因取消掉的項目——RP15月球車的啟發。

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