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NASA 噴氣推進實驗室的一個團隊正在創造和測試一種名為 EELS(Exobiology Extant Life Surveyor)的蛇形機器人。
這個機器蛇有個非常正經的名字——「地外生命調查員」(Exobiology Extant Life Surveyor EELS),專門用來探索地外生命或與之相關的地形勘探。
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它可以在各種地形中爬行,例如沙漠、冰面、懸崖壁、地下熔岩、迷宮般的冰川,甚至對漫遊者來說太陡峭的隕石坑,與此同時,它能夠自主判斷、選擇安全的路線行走,還能收集資料、攜帶樣本!
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外星冒險的第一站
外太空探索的第一站是土星的第六大衛星——土衛二,長期以來一直被認為是太陽系中最有可能存在生命的地方,科學家發現它地殼下很可能存在一個巨大的液態海洋。但是它表面覆蓋著平滑的冰層,溫度低於零下148攝氏度,探索起來難度很大。
電影《異形》中,人類科考隊在探索外星時發現了恐怖的外星生物,整個科考隊都陷入危險之中……雖然這只是電影的劇情,但在現實中探索未知領域依然是危險重重。
土衛二是EELS即將踏入外太空的第一站,也是它誕生的原因。土衛二地殼表面有狹窄通風口很可能通向地下海洋,因此,一個能自主在冰面爬行的機器人相當重要。
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4年進化,征服崎嶇地形還能自主思考
EELS從2019年就開始立項研究,如今已經是它進化的第四年。
NASA預計在2024年秋季可以上線發表,目前科研人員正在各個環境中廣泛測試它的適用性,冰面、砂礫、雪地……確保它可以在極端環境下可以不需要控制自主運行,並把收集到的資料傳輸到研究人員手上。
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目前版本的機器人重100公斤,長大約4公尺,由10個相同的旋轉部分組成,使用螺紋進行推進、牽引和抓握。在不同的地形會使用不同材質和大小的螺紋零件,例如:目前3D 列印塑膠螺紋在鬆散的地形上進行測試,而更窄、更鋒利的黑色金屬螺紋用於冰面測試。
它的行動機構是由48個小型電機組成的執行器組,可以使其靈活地採用多種配置。這些執行器可以看作是48個「方向盤」,內建了許多力矩感測器,就像皮膚一樣工作,讓機器人可以感受到在地形上施加的力量,這有助於機器人在表面不平整的狹窄通道中上下移動,並像攀岩者一樣將自己向牆壁上推進。
由於地球和太空之間的通訊遲滯時間,EELS需要自主感知環境、計算風險、行動並使用尚未確定的科學儀器收集資料,當出現問題時,它必須具備自行解決問題的能力。
機器人的「蛇頭」採用可以即時影像發送給操作員的3D攝影鏡頭和光學雷達,四對立體相機和光學雷達可以創建其周圍環境的3D地圖,並利用來自這些感測器的資料,導航演算法可以找出最安全的前進路徑!
機器人的身體上還部署著有效負荷和感測器,使科學家能夠捕捉地下壓力、電導率和溫度,目前需要儘快為機器人創建「步態」庫,讓機器人可以回應地形挑戰的移動方式,從側繞到自身捲曲,團隊稱之為「香蕉」的動作。
全能機器人是應對不確定性的最好選擇
這個「外星調查員」的優點在於它有能力去其他機器人不能去的地方,儘管在一些特定的環境下其他機器人的表現更好,但「外星調查員」是要做更全能的機器人,可以征服任何地形,尤其是應對外星的未知環境,派一個多功能、有風險意識,並且可以自己做出決定的機器人來應對不確定性是最好的選擇。
NASA噴氣推進實驗室(JPL)的項目負責人在介紹這個機器蛇時說:「想像一輛自動駕駛的汽車,但沒有停車標誌,沒有交通號誌,甚至沒有任何道路,機器人必須自己弄清楚道路是什麼。到目前為止,我們的重點一直放在機器人的自主能力和機動性上,但之後我們會研究可以將哪些科學儀器與機器人相結合」。
據悉,一旦EELS準備就緒,航空器將它運送到土星衛星大約需要12年時間,研究人員希望機器人一旦找到進入土星衛星的通風口,只需幾天時間就能到達海洋冰殼,如果一切順利,它就可以解開外星生命的未解之謎!
讓我們一起期待它未來傳回地球的精彩畫面吧!
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