美國麻省理工學(xué)院的一個工程師團(tuán)隊(duì)正在設(shè)計(jì)一套通用機(jī)器人部件,宇航員可以輕松地混合和匹配這些部件,以構(gòu)建不同的機(jī)器人“物種”,以適應(yīng)月球上的各種任務(wù)。
隨著宇航員在月球上建立永久基地的計(jì)劃逐漸實(shí)施(正如美國航天局在未來幾年的規(guī)劃),他們的工作勢必會需要機(jī)器人的協(xié)助。這些機(jī)器人能夠完成鋪設(shè)電纜、部署太陽能電池板、架設(shè)通信塔以及建造居住區(qū)等繁重任務(wù)。然而,若每臺機(jī)器人都是為特定動作或任務(wù)定制,月球基地可能會淹沒在一堆各具特色的機(jī)器之中。
為了解決這個問題,美國麻省理工學(xué)院的工程師團(tuán)隊(duì)正在研發(fā)一套通用的機(jī)器人部件,這將使宇航員可以輕松地混合和匹配部件,從而迅速配置適合不同任務(wù)的機(jī)器人“品種”。任務(wù)完成后,可以將機(jī)器人拆解,并使用其零部件配置新的機(jī)器人來應(yīng)對不同需求。
該團(tuán)隊(duì)將該系統(tǒng)命名為 WORMS,即行走寡聚機(jī)器人移動系統(tǒng)。系統(tǒng)部件包括蠕蟲啟發(fā)的機(jī)器人肢體,宇航員可以將其便捷地固定在底座上,用于步行機(jī)器人的聯(lián)合工作。根據(jù)任務(wù)需求,部件能夠被配置成建造大型“運(yùn)載”機(jī)器人,以將沉重的太陽能電池板運(yùn)至山上。同樣的部件也可重新組裝成六足蜘蛛形態(tài)的機(jī)器人,用于鉆取冰凍水。
“你可以設(shè)想月球上有個棚屋,里面擺滿了蠕蟲樣的機(jī)器人部件,”麻省理工學(xué)院航空航天系的博士生和團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人喬治·洛多斯說道。他形容的這些蠕蟲裝有電機(jī)、傳感器、電腦、電池?!坝詈絾T可以進(jìn)入棚屋,選擇需要的蠕蟲和合適的配件,將它們組裝在一起,然后拆卸重新組裝。該設(shè)計(jì)既靈活、可持續(xù),又具有成本效益。”
WORMS 項(xiàng)目始于 2022 年,是對 NASA 舉辦的突破性、創(chuàng)新性和改變游戲規(guī)則 (BIG) 創(chuàng)意挑戰(zhàn)賽的回應(yīng),該賽事是一項(xiàng)年度的大學(xué)生設(shè)計(jì)競賽。2022年,NASA 要求學(xué)生們研發(fā)無需輪子即可穿越極端地形的機(jī)器人系統(tǒng)。
麻省理工學(xué)院太空資源工作室的一組學(xué)生接受了這一挑戰(zhàn),專門設(shè)計(jì)了能在月球南極極端地形中行走的機(jī)器人,那里存在厚厚的塵埃、陡峭的巖石斜坡和深入的熔巖管。
學(xué)生們從動物身上汲取靈感,以探索如何在月球極地地形中導(dǎo)航。“在深入思考動物啟發(fā)時,我們發(fā)現(xiàn)最簡單的動物之一——蠕蟲,能夠做出類似于手臂、腿、脊椎或尾巴的動作,”副組長兼 AeroAstro 研究生邁克爾·布朗表示?!半S后突然靈感閃現(xiàn):我們可以用蠕蟲狀的附肢來建造所有這些受動物啟發(fā)的機(jī)器人。”
系統(tǒng)的主要部件包括附件或蠕蟲形狀的肢體,可以通過“通用接口塊”連接到車身或底盤,兩個部件之間通過扭鎖機(jī)制扣合??梢杂脧椈射N的小工具來分離這些部件。
肢體還可以卡入配件,如團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的炒鍋形狀的“鞋子”,以及可以繪制周圍環(huán)境以助機(jī)器人導(dǎo)航的激光雷達(dá)系統(tǒng)。
團(tuán)隊(duì)還開發(fā)了可以定制的軟件,用以協(xié)調(diào)多個附件。作為概念驗(yàn)證,團(tuán)隊(duì)建造了一個馬車大小的六足機(jī)器人。在實(shí)驗(yàn)室里,他們展示了一旦組裝完畢,機(jī)器人的獨(dú)立肢體便可在水平地面上行走。他們還在加利福尼亞州的沙漠現(xiàn)場展示了機(jī)器人的快速組裝和拆卸能力。
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