德國人工智能研究中心(DFKI)開發(fā)出了一種猩猩機(jī)器人,計劃未來讓它們登月進(jìn)行太空采礦。這類機(jī)器人有望取代當(dāng)前月球勘測任務(wù)中的滾輪式探測器。
好萊塢科幻大片《猩球崛起》系列近年來全球熱賣,在影迷中人氣飆升,猩猩不僅能夠在熒幕中神靈活現(xiàn),科學(xué)家們也在探索猩猩更多的潛力。
據(jù)CNN報道,一個來自德國人工智能研究中心(DFKI)的設(shè)計就把目光放在了黑猩猩上,他們開發(fā)出了一種猩猩機(jī)器人,計劃未來讓它們登月進(jìn)行太空采礦。這類機(jī)器人也有望取代當(dāng)前月球勘測任務(wù)中的滾輪式探測器!
自從在月球上發(fā)現(xiàn)了其存有地球難得的核融合燃料「氦-3」后,月球被視為未來能源的新出處,各國都想利用「氦-3」資源創(chuàng)造財富,人們認(rèn)為月球上的這個元素儲量很大,可能有一天能帶動地球上的核聚變發(fā)電廠。“太空采礦”也為了熱門話題,而機(jī)器人是代替人類做此研究的理想選擇,特別是在降低成本上!
之所以選擇猩猩,是因為DFKI希望這個名為“iStructDemonstrator”的設(shè)計能充分利用其與生俱來的四肢穩(wěn)定性及其攀爬、抓取和在各種地形移動的優(yōu)勢。
這款猩猩機(jī)器人具有機(jī)械手臂、腿部和脊椎,能夠模擬靈長目動物的行為。后腿還能夠直立站起來,使用手臂采集樣本,或者超過前方障礙物。它的重量有18公斤,尺寸大小為66×43×75厘米。
四足動物四腳站立可能很穩(wěn)固,但是在平地上的速度和敏捷度卻會受到限制,因此平地上用兩足行走比較有優(yōu)勢。猩猩最寶貴的特性就是能根據(jù)不同的地形來選擇不同的走路姿態(tài)。如果在兩足不好平衡身體時,它們會把前足放下變成四足行走,而當(dāng)?shù)匦魏米吡怂鼈冇謺兂蓛勺阈凶摺?/p>
為了測試這款機(jī)器人猩猩的性能,研發(fā)者還專門在實驗室中仿造了月球的隕石坑。據(jù)開發(fā)者介紹,實驗結(jié)果讓人很滿意,這款機(jī)器人猩猩可以在20度的坡上上下行走。在做這個研究時,研發(fā)者們發(fā)現(xiàn)四條腿和兩條腿行走的區(qū)別確實很大,也促使他們慢慢摸清楚人類是如何從四肢進(jìn)化成直立行走的?!?/p>
以前的大多數(shù)多足機(jī)器人為了方便設(shè)計和控制都配備了單點接觸地面的腳,但是這次為這款黑猩猩做的是一個復(fù)雜的低肢體轉(zhuǎn)矩系統(tǒng),將機(jī)器的轉(zhuǎn)矩和猩猩放低的身體結(jié)合在了一起。
而且,研發(fā)者還模擬真猩猩,在它們的手腳上配置了多個傳感器和接觸點。它們身上的傳感器包括壓力傳感器,和43個單獨的力敏電阻FSR傳感器,還配有額外的6個FSR傳感器避免碰撞。除此之外,它們的腳后跟還配有腳跟距離傳感器,來預(yù)測腳跟著地的狀況,還有兩個溫度傳感器來平衡它們體內(nèi)的電子產(chǎn)品之間的溫度差。
不過這款猩猩機(jī)器人最大的優(yōu)點是,它們和真正的黑猩猩一樣有一根脊椎骨。
研究員Kuhn解釋說:“我們(的機(jī)器人)有一個開動的脊柱,這是機(jī)器人的首次嘗試,因為我們發(fā)現(xiàn)脊椎對腿部運動影響也很大。出乎意料的是,我們不那么需要膝蓋活動,在做了這根脊椎骨之后膝蓋對機(jī)器人移動的作用就少了很多。
這根脊椎不僅能很好地支撐機(jī)器人本身的重量并使之行走,還能在身上額外承受20~25公斤的重物。因為脊椎里面有嵌入電子器件,這個整體結(jié)構(gòu)還能用作6軸的力扭矩傳感器,使它們能模仿人類和動物的移動能力進(jìn)行一系列運動。
相對于別的設(shè)計,這款登月機(jī)器人的操作規(guī)范列下來可以讓人倒吸冷氣。這個機(jī)器人不僅能看、鉆孔、碾磨、收集甚至過濾,還能應(yīng)對非常惡劣的環(huán)境(比如極端溫度和真空)。除此之外,它還能以最小負(fù)載完成最大強(qiáng)度、多樣化的任務(wù),而且在做錯事情時可以自己解決問題。
Kuhn介紹說,因為我們距離月球有38萬公里,機(jī)器人的操作是允許出現(xiàn)一點差錯的。他們必須使用不同的技術(shù),以及和地球上不一樣的電子器件,這些器件需要符合太空應(yīng)用質(zhì)量并檢驗合格。同時要把機(jī)器人里贅余的東西拿掉,而一旦出了差錯就要設(shè)計另外一個制動器。
猩猩并不是唯一一個被期望飛上太空的“動物”,DFKI同時還制定過螳螂和蝎子的登月計劃。它們中的很多還處于模型階段,這些動物在運動/位移上也有很大潛力。
也許不久的將來就會有一只機(jī)器猩猩登月了,這是它的一小步,卻是所有機(jī)器人的一大步!