网球机器人入侵火星 从单独工作到团队协作

在有关新一代火星机器人的概念中，美国两名科学家“网球机器人”的创意颇具吸引力，这种新型机器人将“蹦蹦跳跳”地开展探索工作，有望克服传统火星车行动缓慢的弱点。

图：网球尺寸大小的机器人

日前，美国宇航局“勇气号”火星车在火星上度过了第900天。按照最初的设计寿命，“勇气号”本来预计只在火星表面工作90天。目前，“勇气号”火星车服役期限已经超过了最初预计的10倍。

目前，美国已经发展了两代火星车，正在研制第三代火星车。同时，科学家们也在开动脑筋，研制各种富有想像力、造型奇特的新型探索火星的机器人。

蹦跳前进

美国新墨西哥冶金技术研究所的洞穴和石灰岩地形项目研究主任佩内洛普·波士顿博士和麻省理工学院菲尔德太空机器人试验室主任斯蒂芬·杜伯斯基博士共同完成了“网球机器人”的设计。他们认为，无论是第二代的“勇气号”和“机遇号”火星车，还是即将于2009年12月发射的“火星科学实验室”，都是一些带着轮子在火星上蹒跚前行的机器人，而他们所提出的迷你型火星车却不再需要靠轮子前进，而是自己蹦蹦跳跳地在火星上进行工作。

一架像高尔夫推车那么大小的火星车一般重达174公斤左右，而每个网球大小的迷你机器人只有大约100克重。除了安装有小型电池、各种类型的传感器、分光计和微型照相机等，迷你机器人的内部还设置一组“人造肌肉”。这种聚合体制成的“人造肌肉”在收缩过程中可以使机器人产生跳跃，速度大约为每小时1米。

团队协作

杜伯斯基博士表示，可以向火星表面投掷数千个相当于网球大小的迷你智能机器人，以便对大片区域进行勘测。这些具有协作功能的微型机器人既能各司其职，同时又具备“团队协作”能力，它们之间可以互相交流信息。即使有部分机器人不幸损坏，也绝不会影响到研究结果，因为其他众多探测器获取的数据足以弥补这些损失。

科学家们认为，通过这种方式将能够获得大量有关火星的数据，其效率是任何轨道探测器和火星车所无法比拟的。

无孔不入

在“人造肌肉”的作用下和坚硬外壳的保护下，这些网球型智能机器人能够以滚动的方式沿火星表面移动，也能够以跳跃的方式在崎岖地貌条件下行进。更为重要的是，这种探测器能够深入大型探测器难以到达的地区如峡谷或是火星地表下的隧洞中采集数据。它们不受火星地表各种复杂地形条件的限制，而且还可抵挡火星上极度寒冷的气温、强烈的紫外线以及大量微尘的侵蚀。

另外，科学家们指出，这种球状机器人在地球上也有广阔的应用前景，例如在矿井、倒塌的建筑物中和其他危险区域搜寻失踪者等。

成群入侵

波士顿博士目前正在研究发送这些微型机器人的方法。

她表示，这些机器人可以搭乘太空飞船抵达火星，或者让宇航员乘坐航天飞机或气球直接把这些迷你机器人成批撒放在火星表面。

虽然美国宇航局还没有具体计划发送这些机器人去火星，但已经对这个项目表示出了极大兴趣，并为之提供了研究基金。杜伯斯基博士表示，这种新式微型机器人已经进入了“正样研制阶段”，并将于明年在地球的洞穴条件下对首批球状迷你探测器进行测试。一旦研制成功，这种微型机器人将有可能被发送到火星上去探索火星地表以下的生命。

美国的三代火星车

第一代：“旅居者”(1997年)

1997年7月，美国“火星探路者”探测器携带的第一代火星车“旅居者”(又叫“索杰那”)首次在火星大地上行驶，具有里程碑意义。“旅居者”长65厘米，重仅10千克；共携带3台相机，分辨率较低；“旅居者”在火星上共移动了约105米。

图：第一代火星车“旅居者”(又叫“索杰那”)

第二代：“勇气”和“机遇”号(2004年)

“勇气号”和“机遇号”火星车的性能远远高于“旅居者”火星车。“勇气号”和“机遇号”装有9台相机，设计寿命是“旅居者”设计寿命的3倍。“勇气号”和“机遇号”最大的技术进步在于获取科学信息的能力。

图：“勇气号”和“机遇号”

第三代：“火星科学实验室”(2009年)

美国将于2009年12月向火星发射名叫“火星科学实验室”的第三代火星车。携载这辆火星车的整个探测器总重量将达3吨，造价9亿美元。按计划，该火星车将于2010年10月抵达目的地。新火星车重量达600千克，约有一辆吉普车大小。它能够在坡度为60度的斜坡上正常行驶，其能源供应将依靠核能。

图：“火星科学实验室”