观看三脚架机器人测试其小行星跳跃技能
在宇航员一次离开地球引力几天、几周甚至几个月之前,他们会在美国宇航局著名的抛物线飞行中进行练习。在改装客机的紧张飞行中,受训者会经历一系列令人反胃的起伏,因为飞机陡峭的上下运动创造了零重力环境。然而,最近,一个机器人接受了与人类同行类似的教育——这可能是在它自己的太空之旅之前。
几年前,瑞士苏黎世联邦理工学院的八名学生参与了SpaceHopper的设计。这款小型三足机器人专为应对小行星等低重力环境而设计,旨在(你猜对了)在周围环境中跳跃。SpaceHopper使用在深度强化学习的模拟中训练的神经网络,通过利用小行星的低重力进行跳跃、滑行,然后在空中定位和稳定自己,然后安全着陆在地面上。从那里,它重复这个过程,有效地跨越很远的距离。
但是设计一台理论上在计算机模拟中工作的机器是一回事——在现实世界中建造和测试它是另一回事。
将SpaceHopper送到最近的小行星上并不是进行试运行的经济有效或简单的方法。但是多亏了欧洲航天局和一家专门从事零重力飞机飞行的公司Novesspace,机器人可以在下一个最好的事情上测试它的动作。
在最近一次30分钟的抛物线飞行中,研究人员让SpaceHopper在Novesspace的空中客车A310上的一个小型外壳中进行了30多次零重力模拟,每次持续20到25秒。在一次实验中,一旦飞机达到零重力,操作者将机器人释放到空中,然后观察它仅使用腿部运动就将自己恢复到特定的方向。在第二次测试中,该团队对SpaceHopper进行了编程,让它跳出地面并重新定位,然后与附近的安全网轻轻相撞。
因为抛物线飞行创造了完全零重力的环境,太空漏斗实际上是在比假设的小行星更轻的重力下首次亮相的。正因为如此,机器人无法像微重力情况下那样“着陆”,但展示其实时定向和调整的能力仍然是研究人员向前迈出的一大步。
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SpaceHopper团队成员法比奥·布勒在苏黎世联邦理工学院最近的精彩视频中说:“在那之前,我们不知道这会有多好,机器人会做什么。”“这就是为什么当我们看到它工作时如此兴奋。这是我们肩上的巨大重量。”
SpaceHopper的创造者相信,有朝一日将他们的跳跃机器人部署到小行星上,可以帮助天文学家获得对宇宙历史的新见解,并为我们太阳系最早的时代提供信息。此外,许多小行星充满了有价值的稀土金属——这些资源可以为国内的许多行业带来巨大的好处。
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