小身材,大能量,“玩具車”也能上九天攬?jiān)?/h1>
忘了大魔神(日本動(dòng)漫《大魔神》里的巨大機(jī)器人)、擎天柱和巨大化班德(美國(guó)動(dòng)漫《飛出個(gè)未來》里的機(jī)器人)吧,有時(shí)最強(qiáng)大的機(jī)器人會(huì)以小巧的形象出現(xiàn)。
來自佐治亞理工的研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一個(gè)迷你月球車。這個(gè)月球車擁有在外星球崎嶇地面行動(dòng)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。
研究團(tuán)隊(duì)受到美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)NRI項(xiàng)目的支持,NRI項(xiàng)目全稱是National Robotics Initiative國(guó)家機(jī)器人創(chuàng)新計(jì)劃。
這個(gè)月球車看起來就像一個(gè)玩具小卡車,但是基于復(fù)雜運(yùn)動(dòng)技術(shù)設(shè)計(jì)的它,擁有超出想象的移動(dòng)能力。這個(gè)具體而微的月球車有4個(gè)輪子和12個(gè)馬達(dá)。
輪子上的輔助設(shè)備可以把月球車舉離地面,再加上四個(gè)輪子可以任意轉(zhuǎn)向,讓這個(gè)機(jī)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(shí)采用一種包含了踩踏板、行走和輪上旋轉(zhuǎn)多種動(dòng)作混合,這個(gè)組合動(dòng)作被設(shè)計(jì)者稱為“尾旋踩踏板”。
“當(dāng)機(jī)器人通過松散物質(zhì)地面時(shí),物質(zhì)的流動(dòng)會(huì)引發(fā)問題。”丹·古德曼教授在一份聲明中說。丹·古德曼是佐治亞理工學(xué)院物理系鄧恩家族教席的教授,同時(shí)也是迷你月球車團(tuán)隊(duì)成員?!皺C(jī)器人有足夠多的自由度,可以讓它被卡住時(shí)高效率的脫身?!?/p>
這個(gè)月球車既小巧又強(qiáng)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(chuàng)造自己的“小山”。月球車前輪壓垮輪下部分地面,并將物質(zhì)推向后輪方向。后輪左右扭動(dòng),舉向空中并作出劃水一樣的動(dòng)作,就這樣爬過一座座前輪創(chuàng)造的“小山”,幫助小月球車翻越陡峭的高山。
“在前期工作中,通過研究靠四肢前進(jìn)的動(dòng)物型機(jī)器人,我們發(fā)現(xiàn)問題的關(guān)鍵在于行進(jìn)中不能制造混亂,”古德曼說道?!叭绻愕臋C(jī)器人制造了太多混亂,那么最終只能在顆粒物質(zhì)中攪合打轉(zhuǎn),不能前進(jìn)。”
“我們發(fā)現(xiàn),如果你想快速移動(dòng),那么就需要在動(dòng)作持續(xù)不斷變化的同時(shí)盡量保持腳下的地面足夠堅(jiān)實(shí)。”
迷你月球車在模擬其它行星嚴(yán)苛表面的環(huán)境中移動(dòng)。圖片來源:克里斯托弗·莫爾,佐治亞理工
研究團(tuán)隊(duì)和NASA約翰遜航天中心合作,用3D打印機(jī)設(shè)計(jì)制作了這臺(tái)機(jī)器人。之后他們?cè)诃h(huán)境實(shí)驗(yàn)室里創(chuàng)造了一個(gè)模擬其它行星表面沙地和斜坡的實(shí)驗(yàn)箱,在這里測(cè)試了機(jī)器人的各項(xiàng)能力。
在這個(gè)小比例月球車身上所做的各種實(shí)驗(yàn),是為了驗(yàn)證運(yùn)動(dòng)技術(shù)在類似地面上的應(yīng)用效果,以便于將來把這些技術(shù)應(yīng)用于大型月球車上,并送它們?nèi)ネ虑蚧蛘呋鹦恰?/p>
迷你月球車的理念是受到了NASA之前因?yàn)轭A(yù)算原因取消掉的項(xiàng)目——RP15月球車的啟發(fā)。
相關(guān)知識(shí)
國(guó)家航空航天局(英語:National Aeronautics and Space Administration,縮寫為NASA,/?n?s?/,音譯:納薩)是美國(guó)聯(lián)邦政府的一個(gè)獨(dú)立機(jī)構(gòu),負(fù)責(zé)制定、實(shí)施美國(guó)的民用太空計(jì)劃、與開展航空科學(xué)暨空間科學(xué)的研究[備注 1]。
1958年7月29日,美國(guó)總統(tǒng)艾森豪威爾簽署了《美國(guó)國(guó)家航空航天法案》,創(chuàng)立了NASA,取代了其前身美國(guó)國(guó)家航空咨詢委員會(huì)(NACA),于1958年10月開始運(yùn)作[5][6][7]。自此,美國(guó)宇航局負(fù)責(zé)了美國(guó)的太空探索,例如登月的阿波羅計(jì)劃,天空實(shí)驗(yàn)室,以及隨后的航天飛機(jī)。自2006年2月,美國(guó)國(guó)家航空航天局的愿景是“開拓未來的太空探索,科學(xué)發(fā)現(xiàn)及航空研究”。美國(guó)國(guó)家航空航天局的使命是“理解并保護(hù)我們依賴生存的行星;探索宇宙,找到地球外的生命;啟示我們的下一代去探索宇宙”。在太空計(jì)劃之外,美國(guó)國(guó)家航空航天局還進(jìn)行長(zhǎng)期的民用以及軍用航空航天研究。
BY: inverse
FY:?H&J
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