狗要去火星探险?那将是只聪明的机器狗。

目前,科学家们正在给四条腿、模仿动物的机器人配备人工智能(AI)和一系列传感设备,以帮助机器人可以自主导航去探索火星上危险的地形和地下洞穴。

在12月14日举行的美国地球物理联盟(AGU)年会上,美国宇航局/喷气推进实验室(JPL Caltech)的研究人员在会上介绍了他们的“火星狗”,它可以像精神号、机遇号、好奇号和最近发射的毅力号等标志性轮式火星探测车一样机动。AGU的科学家们说,这种新型机器人具备超强的敏捷性和弹性,并与传感器相结合,使它们能够避开障碍物,在多条路径之间进行选择,并为基地的操作人员构建地下隧道和洞穴的虚拟地图。

传统的火星探测器大多局限于较平坦的表面,但许多科学上有趣的火星区域,只能通过穿越非常崎岖的地形或下降到地下才能到达。步行机器人“火星狗”就非常适合这种挑战 —— 即使它们摔倒了,它们也能重新爬起来。

“倾覆并不意味着任务的失败,”科学家们在演示中说。“通过使用恢复算法,机器人可以在多次摔倒后自我纠正。”

未来,“火星狗”的重量大约是目前火星漫游车的12倍,而且速度会更快。目前在测试中,火星狗可以达到每小时3英里(5公里/小时)的正常行走速度。研究人员称,这个数据看似不快,其实“好奇号”探测器是以0.09英里/小时(0.14公里/小时)的速度在火星表面行驶。

美国国家航空航天局(NASA)称,在火星上,洞穴可能会为未来人类的殖民地提供庇护,为抵御致命的紫外线辐射、极端寒冷和强烈的沙尘暴提供天然保护。这些火星上的沙尘暴可以持续数周,有时大到足以被地球上的望远镜观测到。AGU的研究人员说,洞穴可能还藏有来自遥远过去火星生命的证据,甚至为生活在地下深处的有机体提供了目前的家园。这种有腿的机器人能够在岩石周围行走,能够将自己降低到洞穴中并选择一条路径,同时还能收集测量数据并绘制出“所见”的地图,这将为科学家发现地球以外生命迹象提供新的机会。

这只被称为“Au-Spot”的火星狗,是机器人公司波士顿动力(Boston Dynamics)研发的四足机械探测器“Spot”的改良版。协同地下自主弹性机器人(CoSTAR)团队中的60多名科学家和工程师为“Au-Spot”配备了网络传感器和软件,帮助它安全、自主地扫描、导航和绘制环境地图。

Au-Spot处理来自激光雷达(使用激光脉冲的遥感)、视觉、热和运动传感器的输入,以创建3D地图。“火星狗”还使用人工智能来学习应该避开哪些障碍物,并识别可能具有科学价值的物体,而通讯模块允许机器人在探测地下时将数据传输到地表。

联合研发团队的成员正在一系列障碍赛道上测试Au-Spot,在隧道和走廊、楼梯和坡道以及模拟火星地貌的户外地点(如北加州的熔岩管)等。这些演示表明,不受束缚的机器人可以在巨石丛生的地形自主上导航,并绘制深洞穴的地图。

最后,科学家们表示:“有朝一日,这些行为可能会使革命性的科学任务能够在火星表面和地下顺利开展,从而突破NASA探索传统上无法到达的地点的能力界限。”

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