Firebenede springrobotter til at udforske månen

En firbenet robot trænet gennem kunstig intelligens har lært den samme lektie som Apollo-astronauterne - at hop kan være den bedste måde at bevæge sig rundt på månens overflade. En opdatering om LEAP (Legged Exploration of the Aristarchus Plateau), en missionskonceptundersøgelse støttet af ESA for at udforske nogle af de mest udfordrende måneterræner, er blevet præsenteret i dag på Europlanet Science Congress (EPSC) 2022 i Granada af Patrick Bambach.

"LEAPs mål er Aristarchus-plateauet, en region på månen, der er særlig rig på geologiske træk, men meget udfordrende at få adgang til," sagde Patrick Bambach fra Max Planck Institute for Solar System Research i Tyskland. "Med robotten kan vi undersøge nøglefunktioner for at studere månens geologiske historie og udvikling, såsom udkastet omkring kratere, friske nedslagssteder og kollapsede lavarør, hvor materialet muligvis ikke er blevet ændret af rumforvitring og andre processer. "

LEAP-teamet arbejder på, at robotten bliver integreret på ESA's European Large Logistic Lander (EL3), som er planlagt til at lande på månen flere gange fra slutningen af ​​2020'erne til begyndelsen af ​​2030'erne. LEAP er baseret på den benede robot, ANYmal, udviklet på ETH Zürich og dens spin-off ANYbotics. Den er i øjeblikket tilpasset månemiljøet af et konsortium fra ETH Zürich, Max Planck Institute for Solar System Research, OHB, University of Münster og Open University.

"Traditionelle rovere har muliggjort store opdagelser på månen og Mars, men har begrænsninger," sagde Bambach. "At udforske terræn med løs jord, store kampesten eller skråninger over 15 grader er særligt udfordrende med hjul. For eksempel fik Mars-roveren, Spirit, sin mission afsluttet, da den sad fast i sandet."

ANYmal kan bevæge sig i forskellige gangarter, hvilket gør den i stand til at tilbagelægge store afstande på kort tid, klatre op ad stejle skråninger, indsætte videnskabelige instrumenter og endda komme sig i det usandsynlige tilfælde af et fald. Robotten kan også bruge sine ben til at grave kanaler i jorden, vende kampesten eller mindre sten til yderligere inspektion og tage prøver.

I første omgang er robotten blevet trænet ved hjælp af en Reinforcement Learning-tilgang i et virtuelt miljø for at simulere månens terræn, tyngdekraft og støvegenskaber. Den er også blevet indsat i marken til en udendørs vandretur.

"Interessant nok begyndte ANYmal at bruge en springlignende bevægelsesmåde, ligesom Apollo Astronauts gjorde - og indså, at spring kan være mere energieffektivt end at gå," sagde Bambach.

Det nuværende design forbliver under 100 kg og inkluderer 10 kg videnskabelig nyttelastmasse, der teoretisk er i stand til at bære multispektrale sensorer, jordgennemtrængende radar, massespektrometre, gravimetre og anden instrumentering.

"LEAPs evne til at indsamle udvalgte prøver og bringe dem til et lander- eller opstigningskøretøj giver yderligere spændende muligheder for at prøve en returmission i meget udfordrende miljøer på månen eller Mars," sagde Bambach. + Udforsk yderligere

Ved at bruge C-formede hjul kan denne rover klatre over mere udfordrende måneterræn