
2月,來自JPL的團隊成員在南加州山區(qū)的一個滑雪勝地
測試了一個名為EELS的蛇形機器人。
EELS旨在無需實時人工輸入,即可感知環(huán)境、計算風險、旅行和收集數(shù)據(jù),
最終可以探索整個太陽系的目的地。
圖片來源:噴氣推進實驗室(JPL)
NASA噴氣推進實驗室的研究人員開發(fā)了一種高度適應性的蛇形機器人——EELS(ExobiologyExtantLifeSurveyor),一種可以自主繪制、穿越和探索以前無法到達的目的地的多功能機器人。

該機器人可以輕松穿越瓦礫和碎片等極端地形。
這種被稱為“模塊化蛇形機器人”由多個相互連接的模塊組成,這些模塊可以彼此獨立移動,使其能夠在狹窄的空間中滑行和爬行。
EELS于4月在JPL火星場的沙地上進行了測試。
工程師們在各種地形上反復測試蛇形機器人,
包括沙地、雪地和冰地。
圖片來源:NASA/JPL-Caltech
該機器人在設計時就考慮到了災難響應,因為它可以在人類無法進入的危險區(qū)域中穿行。它還可以用于搜索和救援任務,因為它可以輕松進入難以到達的區(qū)域。

在JPL的實驗室中,排列著在提供牽引力和抓地力的同時推動EELS的螺釘。
左邊是用于在冰上進行測試的黑色鋁制螺釘。
其余的3D打印塑料螺釘——具有不同的長度、導程角、螺紋高度和邊緣尺寸
來源:NASA/JPL-Caltech
在目前的版本中,被稱為EELS1.0的機器人重約220磅(100公斤),長13英尺(4米)。它由10個相同的旋轉部分組成,使用螺紋進行推進、牽引和抓握。
模塊化蛇形機器人還具有很強的適應性,因為它可以重新配置以適應不同的環(huán)境和任務。例如,它可以根據(jù)需要導航的空間變長或變短,還可以根據(jù)手頭的任務配備不同的傳感器和工具。
EELS如何思考和行動
EELS旨在自主感知其環(huán)境、計算風險、旅行并使用尚未確定的科學儀器收集數(shù)據(jù)。當出現(xiàn)問題時,目標是讓機器人在沒有人工協(xié)助的情況下自行恢復。
EELS使用四對立體相機和激光雷達創(chuàng)建其周圍環(huán)境的3D地圖,利用來自這些傳感器的數(shù)據(jù),導航算法可以找出最安全的前進路徑。目標是創(chuàng)建“步態(tài)”庫,或者機器人可以響應地形挑戰(zhàn)的移動方式,從側繞到自身卷曲,稱之為“香蕉”的動作。
在最終形式中,該機器人將包含48個執(zhí)行器,本質上是小型電機,使其能夠靈活地采用多種配置,但會增加硬件和軟件的復雜性。
研究人員將執(zhí)行器比作“48個方向盤”。它們中的許多都具有內置的力-扭矩感應功能,就像一種皮膚一樣工作,因此EELS可以感覺到它在地形上施加了多大的力。這有助于它在表面不平整的狹窄滑槽中垂直移動,并像攀巖者一樣配置自己同時推向對面的墻壁。

2022年9月,JPL的EELS團隊成員將一個小型傳感器套件
(使用激光雷達和立體相機繪制其環(huán)境圖)
放入不列顛哥倫比亞省阿薩巴斯卡冰川上稱為磨坊的垂直豎井中,
旨在測試機器人地下機動性。
來源:NASA/JPL-加州理工學院
研究人員希望它能用于各種應用,從災難響應到地外探索。他們相信,它穿越極端地形的能力將使其成為傳統(tǒng)機器人或人類無法到達的情況下的寶貴工具。
總體而言,模塊化蛇形機器人代表了機器人技術的重大進步,其潛在應用前景廣闊。隨著研究人員繼續(xù)開發(fā)和完善這項技術,我們可以期待看到更多創(chuàng)新和適應性強的機器人,它們甚至可以應對最具挑戰(zhàn)性的環(huán)境。
關于該項目
EELS由位于南加州的NASA噴氣推進實驗室的技術注入和戰(zhàn)略辦公室通過名為JPLNext的技術加速器計劃資助。
JPL由位于加利福尼亞州帕薩迪納的加州理工學院為NASA管理。
EELS團隊在該項目上與許多大學合作伙伴合作,包括亞利桑那州立大學、卡內基梅隆大學和加州大學圣地亞哥分校。
該機器人目前不屬于任何NASA任務。
噴氣推進實驗室
JetPropulsionLaboratory,(JPL)
噴氣推進實驗室(JPL)于1930年代在帕薩迪納的加州理工學院成立。
1958年NASA成立后,JPL與其合并,成為該機構的主要航天器中心。
如今,JPL由加州理工學院管理,但其資金來自美國宇航局,并將其范圍擴大到包括大氣研究、海洋研究以及地球上水和全球變暖的修復。
JPL與世界各地的太空機構和天文臺合作,收集有關行星、星系和地球觀測的數(shù)據(jù)。
JPL在設計漫游者、望遠鏡和改進航天器方面發(fā)揮了重要作用,并在其設施中雇用了數(shù)千名科學家和工程師。