Snakebots将如何工作

作者:Kevin Bonsor
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为火星勘探开发的蛇Bot的第三代模型
照片由NASA/Jonas Dino提供

蛇是独特的生物,因为它们的身体使他们能够进入大多数其他生物所无法的世界的裂缝和缝隙。缺乏刚性的骨骼和四肢,蛇可以扭曲其身体,以陷入微小的孔,缠绕树枝上,然后在原本难以控制的岩石上滑行。这些蛇形品质是一种新型机器人行星际探针的灵感,称为Snakebot,由工程师开发美国宇航局的艾姆斯研究中心

自1964年以来,NASA已发送10机器人探险家飞过,轨道或四处奔跑火星,但是蛇毒机器人将使科学家对火星景观进行空前的观察。可以到2005年准备就绪的蛇机器人将能够挖掘出火星的松散土壤,并挖掘到其他机器人探针无法实现的深度。他们可以滑入地球表面的裂缝中。“蛇毒机器人可以在崎rough的陡峭的地形上航行,而车轮机器人流浪者可能会被卡住或倒塌,”加里·海斯(Gary Haith)说。

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预计Snakebots将比曾经发送过调查行星的任何调查更耐用和便宜。在这个版本的东西将如何工作,您会发现Snakebots如何探索其他世界,执行施工任务,甚至可能被出售为无线电控制的玩具

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Snakebot解剖学

照片由NASA提供

Snakebots与任何用于太空任务的机器人探针不同。为了使机器人模仿生物蛇的运动,必须使用一些特殊的设计功能。美国国家航空航天局的蛇机器人是多机由开发马克Yim施乐帕洛阿尔托研究中心。多机器人是能够改变形状以执行各种任务的机器人。Snakebots将滑行并在土壤下挖掘以进行地质测量,或盘绕以携带用于太空建设的工具。

Snakebot的主体由大约30个相同的,铰链的模块组成,它们在链中链接在一起。这些模块通过中央脊柱连接,并共同执行各种功能。Snakebot框架将由聚碳酸酯材料构造,并被人造皮肤保护它免受火星元素的侵害。这是仔细观察蛇Bot的架构和单个模块:

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  • 电子产品- 每个Snakebot都有一个中央电脑,可能位于蛇的头部,与每个模块中较小的计算机结合使用。电线将将每个模块连接到其相邻模块,从而创建一个与单位一起工作的模块网络。接线还将携带往返计算机大脑的通信和电源。
  • 微控制器- 这些微小的计算机将解释从主计算机的信号来控制运动。在以后的型号中,它们可能连接到一组传感器以提供反射。
  • 传感器- 在后来的型号中,应应变传感器可以添加到机器人的金属框架中。这些传感器将指示蛇是否与任何东西接触,触摸它的位置以及接触的难度。
  • 电动机- 两个伺服电机,就像现成的爱好电动机,将用于移动每个模块中的各个部分。每个电动机将通过主处理器的信号激活。
  • 车轮- 每个模块将配备一个轮子。车轮将不完全负责运输蛇Bot - 它只用于缓解运动。
  • 齿轮- 与电子产品一起工作,齿轮将允许铰链运动。这将使蛇能够在地面上盘绕,侧风和英寸扭曲或缠绕物体。
  • 相机- 附着在Snakebot上的小型摄像头将使NASA从未见过红色星球。
  • 连接杆- 当一个部分开始移动时,这些与球的连杆将拉动并激活其旁边的截面。
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近距离观察蛇Bot模块
照片由NASA提供

Snakebots将能够限制航天器的重量,从而将它们渡到空间上。类似蛇的设计使他们可以执行许多任务,而无需大量额外的设备。美国宇航局工程师加里·海斯(Gary Haith)说:“基于蛇的设计的众多优势之一是机器人是可靠的。”“我们可以在太空任务中与蛇一起包含一堆相同的备用模块,然后我们可以比需要特定零件的常规机器人更容易修复Snakebot。”

与过去的机器人探针不同,Snakebot非常便宜。与1.35亿美元相反火星奥德赛该公司于2001年4月7日启动,Snakebots可能只需几百美元。实际上,蛇的成本是如此之低,以至于一位研究人员说有可能开发玩具版本。

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在其他世界上滑行

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Snakebots将能够在外星地形上轻松移动。
照片由NASA/Dominic Hart提供

不同类型的蛇具有不同的环境方式,包括侧向,滑动和英寸扭曲。Snakebots将能够执行所有这些动作。他们还将能够围绕和翻转以爬上障碍物。到目前为止,Snakebot的测试版本已得到遥控。最终,科学家将不得不找到方法来给这些机器人一种智力形式,以便他们可以远离地球运作。

海斯说:“无论结果如何,我们的第一个机器人都会按照我们的要求做的事情。“我们制作了第一个简单的机器人,因为我们想要一两天的工作蛇,这是一个机器人,它将帮助我们思考蛇Bot如何并且应该如何移动。”

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已经开始使用更高级的蛇毒机器人模型,该模型已经开始了。该智能蛇Bot的关键组成部分是基于传感器的控件。嵌入在蛇Bot的体内的传感器可以使其能够就其运动做出自主决定。该开发的一部分将包括编写软件,该软件将使Snakebot可以从自己的经验中学习。这样的教训可能包括如何从柔软的表面爬行,如何越过粗糙的地形以及如何爬上脚手架并陷入裂缝。海斯说:“这些能力将有助于机器人在另一个星球上寻找化石或水。”

研究人员希望做出的另一个进步是给蛇毒机器人肌肉。这些人造肌肉将由塑料或橡胶材料制成,当施加电时会弯曲。Haith说,这将降低蛇的重量,并使它变得艰难地“像汽车轮胎”。有一天,这些小蛇的一支军队可以降落在火星上,从着陆器航天器上爬行,对地球进行深入搜索。他们甚至可能开始为未来的人类殖民地建立基础。

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特色

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