Til klatrerobotter, himlen grænser

Robotter kan køre på Mars' sletter og kratere, men hvad nu hvis vi kunne udforske klipper, polarhætter og andre svært tilgængelige steder på den røde planet og videre? Designet af ingeniører ved NASAs Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Californien, en firbenet robot ved navn LEMUR (Limbed Excursion Mechanical Utility Robot) kan skalere klippevægge, griber med hundredvis af små fiskekroge i hver af sine 16 fingre og bruger kunstig intelligens (AI) til at finde vej rundt om forhindringer. I sin sidste felttest i Death Valley, Californien, i begyndelsen af ​​2019, LEMUR valgte en rute op ad en klippe, mens han scannede klippen for gamle fossiler fra havet, der engang fyldte området.

LEMUR blev oprindeligt tænkt som en reparationsrobot til den internationale rumstation. Selvom projektet siden er afsluttet, det var med til at føre til en ny generation af gående, klatre- og kravlende robotter. I fremtidige missioner til Mars eller iskolde måner, robotter med kunstig intelligens og klatreteknologi afledt af LEMUR kunne hjælpe med at søge efter lignende tegn på liv. Disse robotter udvikles nu, finpudse teknologi, der en dag kan blive en del af fremtidige missioner til fjerne verdener. Her er fem undervejs:

En mekanisk orm til iskolde verdener

Hvordan navigerer en robot en glat, iskold overflade? For isorm, svaret er en tomme ad gangen. Tilpasset fra et enkelt lem af LEMUR, Ice Worm bevæger sig ved at skrue og udvide sine led som en tommeorm. Robotten klatrer op i isvægge ved at bore den ene ende ad gangen ind i den hårde overflade. Den kan bruge den samme teknik til at stabilisere sig selv, mens den tager videnskabelige prøver, selv på en afgrund. Robotten har også LEMUR's AI, gør det muligt for den at navigere ved at lære af tidligere fejl. For at finpudse sine tekniske færdigheder, JPL-projektleder Aaron Parness tester Ice Worm på gletsjere i Antarktis og ishuler på Mount St. Helens, så den en dag kan bidrage til videnskaben på Jorden og fjernere verdener:Ice Worm er en del af en generation af projekter, der udvikles for at udforske iskolde måner af Saturn og Jupiter, som kan have oceaner under deres frosne skorper.

En robotabe på tundraen

Ice Worm er ikke den eneste tilgang, der udvikles til iskolde verdener som Saturns måne Enceladus, hvor gejsere på sydpolen sprænger væske ud i rummet. En rover i denne uforudsigelige verden ville være i stand til at bevæge sig på is og silt, smuldrende jord. RoboSimian udvikles til at imødegå den udfordring.

Oprindeligt bygget som en katastrofehjælpsrobot for Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), den er blevet modificeret til at bevæge sig i iskolde omgivelser. Kaldenavnet "Kong Louie" efter karakteren i "Junglebogen", "RoboSimian kan gå på fire ben, kravle, bevæge sig som en tommeorm og glide på maven som en pingvin. Den har de samme fire lemmer som LEMUR, men JPL-ingeniører erstattede dens gribende fødder med fjedrende hjul lavet af musiktråd (den slags tråd, der findes i et klaver). Fleksible hjul hjælper King Louie med at rulle over ujævnt underlag, hvilket ville være væsentligt på et sted som Enceladus.

Små klatrere

Mikroklatrere er køretøjer med hjul, der er små nok til at passe i en frakkelomme, men stærke nok til at skalere vægge og overleve fald på op til 3 meter. Udviklet af JPL til militæret, nogle mikroklatrere bruger LEMURs fiskekrogsgribere til at klamre sig til ru overflader, som kampesten og hulevægge. Andre kan skalere glatte overflader, ved hjælp af teknologi inspireret af en gekkos klæbrige fødder. Gecko klæbemidlet, som firbenet det er opkaldt efter, er afhængig af mikroskopiske vinklede hår, der genererer van der Waals-kræfter - atomiske kræfter, der forårsager "klæbrighed", hvis begge objekter er i umiddelbar nærhed.

Forstærker denne gekko-lignende klæbrighed, robotternes hybridhjul bruger også en elektrisk ladning til at klæbe til vægge (det samme fænomen får dit hår til at klæbe til en ballon, efter du har gnidet det på dit hoved). JPL-ingeniører skabte gekko-klæbemidlet til den første generation af LEMUR, ved at bruge van der Waals kræfter til at hjælpe den med at klamre sig til metalvægge, selv i nul tyngdekraft. Mikroklatrere med denne klæbende eller gribende teknologi kan reparere fremtidige rumfartøjer eller udforske svært tilgængelige steder på månen, Mars og videre.

Hav til Asteroide Grippere

Ligesom astronauter træner under vandet til rumvandringer, teknologi bygget til havudforskning kan være en god prototype til missioner til steder med næsten nul tyngdekraft. Underwater Gripper er en af ​​de gribende hænder fra LEMUR, med de samme 16 fingre og 250 fiskekroge til at gribe uregelmæssige overflader. Den kunne en dag blive sendt til operationer på en asteroide eller et andet lille legeme i solsystemet. For nu, det er knyttet til undervandsforskningsfartøjet Nautilus, der drives af Ocean Exploration Trust ud for Hawaiis kyst, hvor det hjælper med at tage dybe havprøver fra mere end en kilometer under overfladen.

En klippeklatrende minihelikopter

De små, solcelledrevet helikopter, der ledsager NASAs Mars 2020 rover vil flyve i korte stød som en teknologidemonstration, baner vejen for fremtidige flyvende missioner på den røde planet. Men JPL-ingeniøren Arash Kalantari er ikke tilfreds med blot at flyve; han er ved at udvikle et koncept for en griber, der kunne tillade en flyvende robot at klamre sig til Mars klippesider. Siddemekanismen er tilpasset fra LEMURs design:Den har kløede fødder med indlejrede fiskekroge, der griber sten på samme måde som en fugl klamrer sig til en gren. Mens der, robotten ville genoplade sine batterier via solpaneler, giver den frihed til at strejfe rundt og søge efter beviser på liv.