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移动世界。
建筑机器人

主图像由Nasa / Adobe Stock提供

美国宇航局的人形机器人,身高6英尺2英寸,体重300磅,一身白色,闪闪发光瓦尔基里看起来像是钢铁侠和冲锋队的结合体。尽管她与小说中的人物有着惊人的相似之处,但她有一个非常真实的、雄心勃勃的目标:帮助人类探索和建造太空栖息地。

对于人类以外的世界生活在世界之外,专家们表示,送施工机器人,如val,领先于人类定居者将是一个至关重要的第一步。为此,在过去的几年里,太空机构和少数初级公司已经开始开发了无人空间建设的技术,使重要的技术(和文字)前进。

为了让人类在地球以外的世界生活,在人类定居者之前派遣建筑机器人将是至关重要的第一步。

瓦尔基里机器人于2013年首次亮相,由美国国家航空航天局(NASA)的约翰逊航天中心(Johnson Space Center)制造,但开发她的能力需要合作。2017年,来自世界各地的机器人专家参加了美国国家航空航天局(NASA)的太空机器人挑战赛(Space robotics Challenge),为允许瓦尔基里执行太空任务中可能的任务编写软件,比如修复通信盘的位置或修复漏气;排名靠前的球队总共获得了30万美元的奖金。

这个月,NASA开放了注册第两个空间机器人挑战,在2021年包装,获奖者占用高达100万奖品。这次挑战?参与者必须提出一种方式来指导一个自治机器人团队,以成功地检测和挖掘月球上的水或甲烷等资源。

进入挑战的团队之一是一个叫做的Offord.。加利福尼亚州的基础公司拥有建设矿业机器人原型的经验,以处理危险的任务,例如爆破和钻井,没有人们出现,说Offorld CEO Jim Keravala。重量约为700磅的梯形机器人被编程为进行特定任务,例如分手,破碎或携带岩石。它们还将有“蜂拥而道”,常见于无人机技术,因此他们可以互相检测并协调他们的运动以避免碰撞。这意味着,而不是要求每个机器人的操作员,但是一些操作员可以控制整个批次。

矿业机器人

《Offworld》正在建造采矿机器人原型,以便在无人在场的情况下完成爆破和钻探等危险任务。照片由外太空提供。

目前,外星机器人正在美国和其他国家秘密的矿场进行测试。Keravala估计,该系统的技术还需要一到两年的时间才能成熟。虽然该公司有让机器人离开地球的明确抱负,但他表示,他们的近期目标是将机器人应用于改善地球上的流程,比如传统采矿。

对于空间建设机器人来获取地面,他们必须解决三个主要问题:过度运输成本,暴露于极端条件,以及与人类控制器的沟通回到地球上。

首先,太空旅行的价格需要大幅下降,然后才能开始任何外太空的建设。目前,将一磅货物送入地球轨道的成本约为1万美元,根据美国航空航天局。埃隆·马斯克(Elon Musk)的SpaceX公司提供更低的成本:根据其网站上的数据,猎鹰9号火箭可以以每磅7000美元的价格将有效载荷发射到火星,更大的猎鹰重型火箭甚至可以降至每磅2400美元左右。随着波音(Boeing)和杰夫·贝佐斯(Jeff Bezos)的蓝色起源(Blue Origin)等其他公司进入市场,价格可能会大幅下降,Keravala说。

“我认为2020年代可能是拐点,拐点到低地球轨道的运输成本不会成为瓶颈,”他说。

建筑机器人

目前,外星机器人正在美国和其他国家秘密的矿场进行测试。Keravala估计,该系统的技术还需要一到两年的时间才能成熟。该公司有明确的野心让他们的机器人离开世界。照片由外太空提供。

一旦建筑机器人进入轨道,即使是探索离我们最近的天体——月球,也要求它们能够承受极端条件,比如温度的巨大波动。当太阳出来时,月球的温度可达260°F,然后在阴影中骤降至-280°F。在月球上,夜晚(和白天)长达14天,所以任何电子产品最好配备持久电池或其他非太阳能电源。还有一个问题是月球缺乏保护大气层。高能宇宙射线穿透月球表面,在月球上的沙粒上积聚静电荷,因为没有天气来磨平沙粒,这些沙粒本来就很锋利。

“所以,一旦你的机器在月球表面着陆,你就会受到越来越多的辐射和一种更严酷、更无情的尘埃——这种尘埃恰好喜欢跳上你的设备并呆在那里,”Keravala说。在火星上,沙尘可能是一个更大的问题,因为风暴可以吞噬大片陆地,一次持续数周。

Keravala认为可以建立能够在艰难环境中存活的机器人,建议工程师将迭代设计发送到空间中的测试,尽管该策略的可行性取决于降低旅行费用。

“我们需要重新打开这一边界,这样我们物种中的一小部分就能进入未知领域,在你进入太阳系和恒星的时候,重新激活人类发现的前沿。”

吉姆KeravalaOffworld首席执行官

最后,一旦我们将机器人部署到太空,及时与它们沟通将是关键。根据我们在轨道上的位置,信号在地球和火星之间的传输可能需要几分钟到近半小时。

日本虚拟现实初创企业SE4的业务开发人员萨姆•托马森(Sam Thomason)表示,解决这个时间延迟问题的办法可能是分批向机器人发送命令。该公司成立于2018年,开发了虚拟现实技术,操作员可以虚拟扫描并操作机器人环境中的物体,然后一次性向机器人发送命令。

托马森说,他们这种方法的优点是,指令是可适应的,而不是预先编好程序。他说,SE4目前正在商谈在一艘远程潜艇上测试他们的技术,这艘潜艇可以模拟他们在太空中经历的延迟。

这个利基领域的另一名球员是十年历史的公司在太空中制作,在国际空间站上成功打印了3D印刷零件,并正在努力在太空中的机器人组装。

在这些建筑机器人之前,可能会少了一段时间,更少的人,旅行到其他世界,但Keravala表示,我们到达那里有一个强有力的动力。除了这个星球的环境危机,我们表示,他说,我们已经达到了地球上探索的地理限制。

“我们需要重新打开这一边界,这样我们物种中的一小部分就能进入未知领域,在你进入太阳系和恒星的时候,重新激活人类发现的前沿。”

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