火星探测器“灵巧号”在2009年陷入沙地的故事，至今仍让人记忆犹新。这台耗资数百万美元的探测器，最终被迫在火星上“退役”，成为人类太空探索史上的一个教训。类似的事件并非孤例，从早期机器人任务的初步成功，到后来探测器在看似无害的沙地或砾石中陷入困境，探测器的移动问题始终是太空探索面临的关键挑战。地球上的工程师们不得不充当“虚拟拖车”，精心发出指令，试图解救这台价值连城的设备。这一事件，以及其他类似的事件，促使了对探测器设计和测试程序的持续研究。
威斯康星大学麦迪逊分校的机械工程师们正在取得重大突破。他们发现，目前用于测试探测器的地球环境并不能准确复制月球或火星表面的复杂情况。这种差异导致对探测器将遇到的困难估计不足，从而导致设计更容易陷入困境。核心问题在于无法在受控的地球环境中完全模拟轮子打滑、土壤成分和探测器重量之间的细微相互作用。滑动调节，一种检测轮子打滑并尝试防止陷入困境的技术，是关注的一个关键领域，展示了挽救探测器免于被困的潜力。
麦迪逊分校的工作不仅仅是识别问题，而是开发解决方案。研究人员正在探索“非传统步态”——探测器移动的新方法，使它们能够更有效地穿越复杂地形。这涉及重新思考探测器移动的传统方法，并采用更适应性和动态的移动模式。同时，该大学正积极参与即将到来的任务，如NASA 2023年VIPER探测器的月球任务。工程师们正在贡献他们的专业知识，以确保VIPER能够成功穿越月球表面并定位冰层，这是未来月球探索的关键一步。这一工作建立在麦迪逊分校多个部门和实验室数十年的机器人研究基础上，并促进了大型协作项目。模拟基础工程实验室目前正在进行一个为期两年的NASA项目，致力于为月球探测器操作创建自主堆栈的设计模拟环境，进一步巩固了该大学在推动探测器技术方面的承诺。
然而，麦迪逊分校的机器人研究并不仅仅关注遥远的星球。在家门口，校园已经成为一种不同类型的机器人交付系统的测试场。Starship机器人，小型自主车辆，已被部署用于向学生、教职员工交付食品，使麦迪逊分校成为美国最大的提供此类服务的大学。这些六轮机器人在人行道上穿行，躲避障碍物，为精通技术的学生群体带来便利。尽管最初的推出引发了关于它们能否抵御威斯康星州严酷冬季的质疑，但它们仍在运行，展示了机器人技术在现实条件下的适应性。这一举措，加上学生组织威斯康星机器人（Wisconsin Robotics）的工作——他们最近在大学机器人挑战赛中名列第12位——以及Husky机器人，展示了该大学活跃而多样化的机器人社区。此外，研究还扩展到改善人机交互，专注于为远程机器人遥控操作创建直观的界面，可能扩大机器人在医疗保健和家庭维护等领域的应用。即使是NASA的“毅力号”探测器遇到的挑战，如卡住的灰尘盖，也凸显了需要更强大的机器人系统和远程故障排除能力。该大学的人类与机器人实验室致力于增强这些交互，确保机器人能够在各种环境中有效与人类协作。
麦迪逊分校和更广泛的机器人社区的持续努力，展示了克服外星探索挑战和将机器人技术的好处带入日常生活的承诺。从模拟月球地形到交付深夜零食，对更强大和适应性更强的机器人的追求仍在继续，驱动这一追求的是推动可能性边界的欲望，并确保未来的任务不会因简单的陷入困境而受阻。从过去的探测器失败中学到的经验，加上创新的研究和对实际应用的承诺，正在为一个未来铺平道路，在这个未来中，机器人探测器可以自信地穿越最具挑战性的环境。
发表回复