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美国科学家用冰造了辆机器车,自己的轮子自己修,要上火星赴南极!
发布时间: 2021-01-13 来源: 点击次数:

值得重视的是,两位来自 GRASP 实验室的作者 Devin Carroll 和 Mark Yim 在论文中着重,这仍是十分开端的作业,他们才刚刚开端探究用冰做机器人的主意。

明显,用冰造致动器、电池或其他电子元件听着就不太或许,再者,冰永久都不会像钛、碳纤维等结构资料那样高效。但冰也有着显著特点——一方面,它在天然界中很常见;另一方面,冰有着共同的切开、雕琢和交融等改造办法。

咱们不由要问,用冰造机器人,还要派它去探究行星或南极,就仅仅凭着冰有上述特性,这理由能站得住脚吗?

具有自我修正或自我仿制才能的模块化机器人体系,已成为一种强壮的、低本钱的外星或北极探究解决计划,但反观现在的一些行星探究机器人,的确也是存在着缺乏,IEEE旗舰出版物 IEEE Spectrum 的文章中写道:

不论 NASA 的科学家们为他们的行星探究机器人做了多少重大打破,行星探究机器人终究或许都绕不开一个问题:呈现毛病、乃至溃散。

不论 NASA 的科学家们为他们的行星探究机器人做了多少重大打破,行星探究机器人终究或许都绕不开一个问题:呈现毛病、乃至溃散。

很难幻想,在火星上,火星车的轮子出了问题,勘探使命是否还能顺利进行?

而在 IEEE Spectrum 看来,更要害的一个问题是,怎样在极点环境下找到资源,保证机器人的正常运转。此前面对这一问题,科学家和工程师们提出的计划是:使用太阳能等动力支撑勘探器的运转,究竟太阳能是比较常见的。

2020 年 7 月 23 日正午,长征五号遥四运载火箭搭载着我国首个火星勘探器“天问一号”动身,现在“天问一号”飞翔路程已打破 4 亿公里,火星车估量在本年 5 月正式着落。

雷锋网此前曾报导,此次这台置有 6 台科学仪器的我国首辆火星车另配有 4 个太阳能电池板。据科创我国报导,这一技能是我国最先进的实用性太阳能电池阵列,也安装在我国新一代载人飞船、“斗极三号”导航卫星、“玉兔号”月面巡视器上。也就是说,在深空勘探范畴,光伏发电技能已是一个趋势。

或许有人会问,元器件坏了,或许有太阳能也没辙,怎样办?

这个问题 Devin Carroll 和 Mark Yim 也想到了,所以他们的主意是,不仅用冰造机器人,要害时刻机器人还能随地取冰用冰,自造部件。

两位科学家的脑洞怎样完成?

听着有点玄乎,两位科学家详细是怎样做的?

据了解,他们期望开宣布一种可展现“自我重构、自我仿制和自我修正”的机器人概念,他们的想象是,机器人主要是在极点环境下作业,这个环境满足冷、结冰安稳,机器人因操作而发生的热量不会导致消融乃至短路,形成不方便。

两位科学家探讨了用冰制作机器人结构部件的不同办法,涵盖了「增材」和「减材」两种制作工艺。据 IEEE Spectrum 报导,比较塑模、3D 打印、数控加工等办法,科学家们以为最节能有用的办法应该是切冰。

Devin Carroll 还在油管上公开了配方:机器人=电动机+底座+冰块制的各个部件

经过这种好像有点儿简略粗犷的办法,人称 IceBot 的南极探险机器人概念版就面世了,听说重 6.3 公斤。

看到这儿,估量不少人心里都嘀咕着一句“就这”,别急,咱们再来看看这款机器人的实际效果。

小车车上斜坡还挺平稳,也能推开前方的废物坚持不倒。

值得注意的是,小车车仅仅一个雏形,将来进行科考时必定不会是这样的画风。现阶段,研讨人员基本上只证明了 IceBot 的两点功用:一是可移动、二是在室温下也不会很快裂开。天然,在 IceBot 完成自我重组、自我仿制和自我修正的才能之前,两位科学家还有许多作业要做。

后续能做些什么?

或许会有人觉得这项研讨不太可行,但作为出自美国宾夕法尼亚大学 GRASP 实验室的著作,仍是值得等待的。

无疑,宾夕法尼亚大学在机器人研讨范畴根基深厚。

1961 年,美国宾夕法尼亚大学工程院院长 Vijay Kumar 压服通用汽车安装了第一台处理钢锭的机器人,工业机器人由此诞生。

1980 时代,机器人范畴的一大打破就是,机器人经过“腿”或轮子,具有了移动的才能——这一成果正是源于宾夕法尼亚大学 GRASP 实验室。

1979 年,计算机科学与工程范畴出色女人、宾夕法尼亚大学前计算机科学与工程教授兼主席 Ruzena Bajcsy 树立了 GRASP 实验室,其全称是 General Robotics, Automation, Sensing and Perception Laboratory。

该实验室是宾夕法尼亚大学工程和使用科学学院的跨学科学术和研讨中心,也是一个抢先的机器人孵化器,专心于视觉、感知、控制体系、自动化和机器学习等范畴的基础研讨。

而此论文的两位作者也值得咱们重视,其一是 Devin Carroll 博士,其二则是 Mark Yim。

依据实验室官网信息,Mark Yim 担任着实验室主任一职,其研讨爱好始于模块化机器人,除了自我重新配置和自我拼装机器人,他也在研讨飞翔机器人及相关使命标准。

最近,就上述研讨,IEEE Spectrum 简略采访了 Devin Carroll 博士。Devin Carroll 博士说到,他曾规划过一款协助生态学家查询森林的有轨电车机器人,发现所面对的应战不仅是本钱——跟着时刻的推移,天然元素会损坏这类机器人,因而两位科学家开端了用现有资料制作机器人的测验,终究他们挑选了冰。

就未来而言,在机械臂/结尾执行器规划方面,他们正在探究的一个主意是:使用电阻丝网部分消融冰块外表,在计划将冰加工成所需的几许形状时,在它和机械臂之间树立暂时衔接。

短期内的研讨要点在于,规划一个模块化关节,保证更简单、安全地衔接驱动器和冰,而且测验使用螺丝孔等衔接办法,保证冰块形状不变。

未来这款小车车将有何打破,咱们拭目而待。

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