“变形金刚”来了!能飞天、遁地和漂浮,机器界孙悟空是个好帮手

2020-09-11   小花的科技屋

原标题:“变形金刚”来了!能飞天、遁地和漂浮,机器界孙悟空是个好帮手

《“变形金刚”来了!能飞天、遁地和漂浮,机器界孙悟空是个好帮手》

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NASA预计在2026年对土卫六进行一次深度考察,全面掌握其表面物质成分,并且分析是否有生命存在。Shapeshifter球状“变形金刚”通过人工智能自由组合,可在土卫六表面飞行、漂浮,如果遇到溶洞入口,可以潜入溶洞中考察。

这是名副其实的“变形金刚”,在人工智能技术的支持下,NASA一个全新地外天体探索机器人亮了!从图中可以看出,这款暂且称之为Shapeshifter的机器人与传统的探测器不一样,它由12个独立的片状飞行器构成,形成一个球形装置,每个飞行器都是独立的动力装置,可独立飞行,也可以组合飞行,这是NASA创新先进概念计划下的一个全新探测器。

图注:Shapeshifter被认为是球形变形金刚,由12个子机器人组合而成。

目前Shapeshifter“变形金刚”正在NASA的JPL实验室中研发,其概念设想非常惊人,笔者认为这是地外天体探索方向上一个新的启发和亮点,将传统的整体式无人探测器拆分,形成多个小机器人,为子母结构,其优点在于避免一个零部件失效导致整个探测器作废,但缺点也很明显,要有足够的技术支撑,比如人工智能技术,否则难以研发成功。

为什么要用组合机器人

根据JPL实验室的设想,Shapeshifter机器人的主战场为土卫六,土卫六上遍布液态烷烃湖泊,因此就要一种能够在烷烃湖泊上运行的探测器。当然我们也可以发射一艘有着船舶造型的探测器,在土卫六的湖泊上开,但这样过于奢侈了,因为我们不知道土卫六的湖泊到底有多大的探索价值,如果有价值的探索目标在岸上,岂不是够不着了。

图注:这是土卫六上的一个湖泊,充满了液态烷烃,Shapeshifter变形金刚可以在湖泊上漂浮前进。

因此登陆土卫六的探测器需要是一个三栖装置,能飞、能游、还能遁地!为什么说要遁地,因为土卫六上有溶洞结构,NASA正在找一些溶洞的入口,传统的轮式机器人肯定无法进入溶洞,而像LEMUR那样的爬行机器人,速度太慢,无法潜入溶洞中。因此Shapeshifter的概念非常先进,用组合模式化整为零,分离开的时候是12个单独的、可飞行的探测器,可单独携带仪器进行探索,可飞入狭小空间的溶洞中。如果组合起来,就是一个球状机器人,可漂浮在烷烃湖泊上,如果在陆地上,球形外形还能滚动,这是一个完美的三栖结构设想。

图注:这是惠更斯着陆器,这种整体式的探测器只能在一个地方进行探索,一旦着陆点不合适,那么整个任何都可能前功尽弃。

球状“变形金刚”能干什么

Shapeshifter是个球状“变形金刚”,它到底能够干些什么?这要回到土卫六的环境上进行分析,土卫六上有岩质地形,甲烷湖泊,处于冰晶状态的甲烷,可以说是个固体、液体、多相物质的世界,这就需要一个能够胜任多种地貌、环境的探测器才能进行考察。前往土卫六一趟非常不容易,以卡西尼-惠更斯探测器为例,在1997年发射,2004年才抵达土星附近,下一个土星系统探测项目要到2020年代才开启,可以说近30年才有一次。

图注:Shapeshifter机器人还能化整为零,进入溶洞飞行探索,很有意义。

NASA预计在2026年对土卫六进行一次深度考察,全面掌握其表面物质成分,并且分析是否有生命存在。Shapeshifter球状“变形金刚”通过人工智能自由组合,可在土卫六表面飞行、漂浮,如果遇到溶洞入口,可以潜入溶洞中考察。由于每个独立的机器人都有动力系统,可携带不同的设备对土卫六表面环境进行勘察,形成仪器设备双备份,也不怕因为某个仪器失效,导致任务前功尽弃。土卫六上充满了有机物质,与早期地球相似,这是一颗可能拥有生命的天体,因此探索土卫六有着非常积极的意义。

组合机器人今后会如何发展

Shapeshifter球状“变形金刚”开启了一个新的无人探测器思路,通过组合变形达到效果这与我们现在所认识的无人着陆器、漫游者有很大的不同。举个例子,嫦娥4号携带玉兔2号巡视器,如果按照Shapeshifter球状“变形金刚”的概念进行研发,嫦娥4号作为一个母舰,可携带多个玉兔月球车,但是每个玉兔都是一个可飞行的探测器,组合起来是一个整体,拆分开来也可以独立进行探测,这样一来探测手段和模式就非常多样了,探测面积也能成倍增加。

图注:合体中的Shapeshifter机器人,组合之后可形成一个整体进行滚动或者漂浮,非常适合土卫六。

玉兔2号巡视器几个月来行驶了几百米的距离,如果能够飞行,那么一个月昼就能够前进数百米,在抵达有考察意义或者价值的区域,可降落,拆分成多个子探测器进行分别考察。这样一来探索范围可以成倍扩大,效率可以大大提升。这个思路也可以用于火星探测,组合式无人探测器需要人工智能技术支持,否则就可能出现无法组合,整个任务也会前功尽弃。