目前,大約有50萬件太空垃圾遺留在太空空間里無法清理,這些太空垃圾對飛行員、太空飛船等都構(gòu)成威脅,對此,斯坦福大學(xué)和美國宇航局噴氣推進(jìn)實驗室(JPL)的研究團(tuán)隊研究出一種機(jī)器人,可以在太空中抓取和處理垃圾碎片。

這款機(jī)器人最初受到壁虎的啟發(fā),正如機(jī)械工程學(xué)教授Mark Cutkosky所言:“我們開發(fā)的是一種采用壁虎式膠粘劑的夾具,此款機(jī)器人源于10年前開始研究的攀巖機(jī)器人,使用了來自壁虎粘貼墻壁的粘合劑。”

事實上,夾持器與壁虎腳的工作方式幾乎相同,像壁虎的腳一樣,該夾持器的粘合劑襟翼大約為40微米,相較于自身來說很小。如果夾持器想要粘貼上鎖定的目標(biāo)物體,只需要操控其襟翼,使其面向目標(biāo)物體,然后向目標(biāo)方向輕推,二者即可迅速粘合在一起。由此看出,襟翼是空間夾持器執(zhí)行任務(wù)需要具備的一項非常有用的功能。
在零重力環(huán)境下,研究小組檢測了該夾持器可以承受多少負(fù)荷,并且還測試了當(dāng)施加不同的力和扭矩時,夾持器出現(xiàn)被卡住和脫落的次數(shù),以研究其穩(wěn)定性。
具體過程如下:
首先,研究人員考察了機(jī)器人在二維零重力環(huán)境下的表現(xiàn)。在JPL的Robodome實驗室中,他們用粘合劑將小矩形手臂接入到一個大機(jī)器人上,然后將改造后的機(jī)器人放置到類似于巨型曲棍球桌的地板上,以此來模擬真實情境下夾持器在平面上移動的表現(xiàn)。
實驗中他們讓一個機(jī)器人追逐另一個機(jī)器人,抓住它,并將其拉回到預(yù)設(shè)好的地方。結(jié)果表明,使用小塊的粘合劑,就可以拉近300公斤機(jī)器人。

接著,Jiang和Parness對夾持器進(jìn)行零重力測試。兩天內(nèi),為了在艙內(nèi)產(chǎn)生20秒的交替2G條件和零G條件,他們進(jìn)行了80次上下潛水。實驗結(jié)果表明,夾持器成功抓取了一個正方體和球形的物體,且松開時沒有造成物體的任何移動。
無疑,這一機(jī)器人已具備了諸多優(yōu)勢,但據(jù)悉,考慮到太空高速運(yùn)行條件,制作該夾持器的材料尚需進(jìn)一步研究。