Susipažinkite su NASA kosminių robotų šeima

Laipiojimo robotas LEMUR ilsisi po to, kai 2019 m. Pradžioje nuskendo uolos Mirties slėnyje, Kalifornijoje. Robotas naudoja specialią sugriebimo technologiją, kuri padėjo sukurti naujų, bekelės robotų, galinčių tyrinėti kitus pasaulius, seriją. Vaizdas per NASA / JPL-Caltech.

NASA misijos, švelniai tariant, nuo pirmųjų skysto vandens Marso įkalčių atskleidimo iki mūsų saulės sistemos perėjimo į mūsų pasaulį. 3 „Ranger 3“ buvo pirmasis NASA bandymas nusileisti roverį ant mėnulio 1962 m. Nuo to laiko daugybė robotų sekė „Ranger 3“ iš Žemės į kosmosą. Vis dėlto planetų ir mėnulių paviršiai mūsų saulės sistemoje išlieka neištyrinėti, iš dalies dėl to, kad dabartiniai kosminiai robotai nesugebėjo nugvelbti uolų, sugriebti apledėjusių paviršių ir kitaip užkariauti sunkiai prieinamų vietų.

Šį mėnesį (2019 m. Liepos 10 d.) NASA reaktyvinio varymo laboratorija aprašė savo darbą su nauja robotų šeima, kuri gali suktis, lipti ir naudoti dirbtinį intelektą (AI), kad galėtų naršyti po kliūtis nelygiame reljefe. Šie robotai šiuo metu yra testuojami Žemėje ir vėliau bus išsiųsti į vietas, prie kurių žmonėms kitaip neprieina, padėdami mokslininkams atlikti prasmingą mokslą kelyje.

Nedidelis laipiojantis robotas ridenasi į sieną, sugriebdamas žuvų kotus - technologija, pritaikyta pagal LEMUR sugriebimo kojas. Vaizdas per NASA / JPL-Caltech.

Ši naujoji kosminių robotų klasė turės funkcionalumą, įkvėpta mechaninio naudingumo roboto Limbed Excursion (LEMUR), kuris iš pradžių buvo sumanytas kaip Tarptautinės kosminės stoties remonto robotas. Žemiau esančiame vaizdo įraše NASA aprašo paskutinį LEMUR lauko bandymą, Mirties slėnyje, Kalifornijoje, 2019 m. Pradžioje. Robotas naudojo šimtus žuvų kabliukų, kad liptų į sienas ir AI, kad išvengtų kliūčių, iš kurių negalėjo lipti. Jis taip pat naudojo savo mokslinių instrumentų rinkinį, kad nuskaitytų uolienas, kad neatsirastų senovės fosilijų, ir, kaip paaiškinta vaizdo įraše, ji rado!

Tiesioginis šio LEMUR lauko bandymo taikymas būtų biologinių parašų - medžiagų, kurios įrodo gyvybę, paieška Marso planetoje, galbūt ežerų dugnuose, kurie, kaip manoma, turi Marso gyvybės ženklus iš tolimos praeities.

Nors pats LEMUR nebus siunčiamas į kosmosą, inžinieriai pritaikė didžiąją dalį savo AI ir konstrukcinių ypatybių naujos kartos robotams, kurie bus mūsų akys ir ausys anapus Žemės. Kiekvienas iš jų turi unikalių savybių, skirtų atšiaurioms sąlygoms ir neaiškiai aplinkai. Skaitykite toliau ir sutikite šią naujos kartos kosmoso tyrinėtojus.

Pirmasis „Ice Worm“ bandymas buvo atliktas urvo sienose prie Šv. Helenso kalno 2018 m. Rugpjūčio mėn. Robotas buvo pritvirtintas virve, kad būtų užtikrinta, jog jis nepažeistas, jei nukris. Vaizdas per NASA / JPL-Caltech.

Ledo kirminas

NASA reaktyvinio varymo laboratorijos Pasadena mieste, Kalifornijoje, inžinieriai kuria robotą, vadinamą „Ice Worm“, bandydami naršyti slidžius paviršius. Tikras savo vardu, robotas - pritaikytas iš vienos LEMUR galūnės - sutankina savo kūną prieš pratęsdamas jį judėti į priekį. Tai vyksta vienu coliu vienu metu, gręžiant vieną galūnės galą į apledėjusį paviršių, rankena naudojama, kad jis pats nusistovėtų, tada įveda antrąją galūnę, kad ta pati technika prisijungtų prie pirmosios.

Norėdami judėti pirmyn, ji atsuka vieną koją, prailgina savo kūną ir prisukama atgal į ledą keliais metrais į priekį. Naudodamas slėgio jutiklius, kurie nurodo, kaip sunku gręžtis į ledą, jis tai pakartoja vėl ir vėl, kad patektų į priekį. „Ice Worm“ taip pat naudoja šį metodą, norėdamas įsitvirtinti, analizuodamas apatinį paviršių, kad surinktų kojose medžiagą, kurią galima panaudoti druskingumo koncentracijai tirti mikrobams gydyti.

JPL inžinierius Aaronas Parnessas treniravo ledo slieką atokiuose Antarktidos regionuose - tai yra sunkiausia vieta, kurią jie galėjo rasti Žemėje. Slidus ledas kartu su atšiauria aplinka paruoš robotą panašioms sąlygoms Jupiterio ir Saturno mėnuliuose. Kitas bandymų rinkinys yra išdėstytas ledynuose Mt. Rainier Sietle. Parness pakomentavo:

Lauko bandymai rodo dalykus, kurių sunku išmokti laboratorijoje.

Šis 1, 4 metro (4, 6 pėdos) ilgio robotas taip pat aprūpintas modelio atpažinimu ir mašinų mokymusi - AI aspektais, leidžiančiais jam mokytis iš praeities klaidų ir priimti optimalius sprendimus. Robotui reikės ištirti modelius, kuriuos paliko gyvenimas urvų formacijose. Tam, kad tai padarytum, jis turi būti mažas ir pakankamai mobilus, kad galėtų praslysti pro urvą. Tuo tikslu Parness su komanda dirba miniatiūriniais nuotolinio stebėjimo ir duomenų analizės prietaisais, kuriuos „Ice Worm“ gali dėvėti kaip kuprinę. Paruošti tokio tipo robotai bus siunčiami į apledėjusį Saturno ir Jupiterio mėnulius, kad jie galėtų paimti mėginius tolimesnei analizei.

Skaitykite daugiau apie „Ice Worm“

RoboSimian lauko bandymo metu Kalifornijoje. Vaizdas per NASA / JPL-Caltech.

RoboSimianas

Nors šį keturkojį robotą savo dydžiu ir konstrukcija taip pat įkvėpė LEMUR, „RoboSimian“ turi minkštus ratus, pagamintus iš muzikos laido, priešingai nei sugriebiantys LEMUR, taigi turintys didesnį lankstumą nelygiame reljefe. Ši koncepcija pirmą kartą įgyvendinta kaip dalis DARPA Robotics Challenge, kurioje buvo skatinama reaguoti į nelaimes operacijų robotika. Robotas yra pastatytas ir išmokytas veikti pavojingose ​​aplinkose, todėl nenuostabu, kad „RoboSimian“ - keturkojis robotas, kuris gali vaikščioti, šliaužti, slinkti ant pilvo ir netgi daryti ratukus - greičiausiai bus išsiųstas į Saturno mėnulio Enceladusą. Teoriškai sūraus vandens vandenynai yra po to tolimo mėnulio lediniu paviršiumi. Jo geizeriuose taip pat gali būti mikrobų gyvybės požymių.

Po filmo „Džiunglių knyga“ pravardžiuojamas karaliumi Louie „RoboSimian“ yra aprūpintas spektroskopiniais instrumentais, kurie galėtų ištirti Enceladus polinius regionus.

Skaitykite daugiau apie „RoboSimian“

NASA inžinieriai buvo įkvėpti gekono kojų, tokių, kaip parodyta čia, kuriant erdvės sugriebimo sistemą. Lygiai taip pat, kaip gekono koja turi mažus lipnius plaukus, taip JPL įtaisai turi mažas struktūras, veikiančias panašiai. Vaizdas per NASA / Wikimedia Commons.

Statybiniai robotai gecko būdu

Juostą galite naudoti tik tiek kartų, kol klijai nusidėvi. Kita vertus, gekonai siūlo įkvėpimą klijams, kurie klijuojasi net po daugkartinio naudojimo. Šios mažos driežos turi plaukus ant kojų, leidžiančios lengvai prikibti prie sienos. Parness ir jo komanda sukūrė robotą, pasižymintį panašiomis savybėmis - klijais, kuriuos įkvėpė gekas - sintetinius plaukus, kurie prilimpa prie bet kokio paviršiaus.

Šie griebtuvai gali išlaikyti 150 jėgų niutonų ir buvo išbandyti imituojamoje mikrogravitacijos aplinkoje. Pati gekono medžiaga buvo patikrinta 300 000 kartų, kad įsitikintumėte, jog lipnumas nenusidėvi. Šis robotas vieną dieną taisys palydovus, aptarnaus juos ir net sugriebs kosmoso šiukšles.

Skaitykite daugiau apie geko įkvėptus robotų griebtuvus

Povandeninis griebtuvas darbe. Vaizdas per „Nautilus“.

Povandeniniai griebtuvai

Dar vienas LEMUR įkvėptas robotas - povandeninis griebtuvas - priėmė LEMUR 16 pirštų ir 250 žuvų kotų, kad jie tvirtai laikytųsi ant paviršiaus ir gręžtųsi į formacijas. Tai ypač naudinga tokiose aplinkose, kur gravitacijos nėra labai mažai arba jos nėra, ypač po vandeniu, kur gręžimo jėga gali atstumti robotą.

Nuo šiol robotas dirba su „Nautilus“ - povandeninių tyrimų indu - rinkti pavyzdžius iš vandens, esančio mylia žemiau paviršiaus. Galiausiai jis gali būti nusiųstas ištirti asteroidų ir kitų panašių kūnų paviršius.

Skaitykite daugiau apie povandeninius robotų griebtuvus

NASA Marso sraigtasparnis NASA reaktyvinio varymo laboratorijoje Pasadena, Kalifornijoje. Vaizdas per NASA / JPL.

Sraigtasparnis, kuris padarys ne tik skraidymą

Mažas, saulės energija varomas sraigtasparnis lydės „Mars 2020“ roverą. JPL inžinierius Arashas Kalantari pakeitė LEMUR projektą, kad sukonstruotų robotą, kuris nusileistų ne tik horizontaliai, bet ir vertikaliai, prikibdamas prie uolų kaip laumžirgis.

NASA reagavimo jėgos laboratorijos Pasadena mieste, Kalifornijoje, Marso sraigtasparnio projekto vadovas MiMi Aung sakė:

Niekas anksčiau nebuvo pastatęs Marso sraigtasparnio, todėl mes nuolat keliaujame į naują teritoriją.

Tikimasi, kad Marso sraigtasparnis pasieks Marsą iki 2021 m. Vasario mėn. Ir nusileidimo vietose atliks geologinius vertinimus, įvertins gamtos išteklius ir būsimų kosminių misijų pavojus.

Skaitykite daugiau apie Marso sraigtasparnį

Apatinė eilutė: Naujos klasės kosminių robotų funkcijos yra įkvėptos „Limbed Excursion“ mechaninio naudingumo roboto (LEMUR). Nors kiekvienas dizainas yra unikalus savo sugebėjimais, yra vienas bendras tikslas, kuris juos visus vienija: medžioklė už gyvybę už Žemės ribų.

Per NASA