建筑机器人建筑太空殖民地

将建筑机器人发送到外层空间将有助于为人类探索铺平道路,但是未来有一些真正的挑战。

6英尺2英寸,300磅重,一身白色,闪闪发光,美国宇航局的人形机器人valkyrie.看起来像钢铁侠和冲锋队之间的十字架。尽管她对虚构的角色相似,但如果雄心勃勃,宗旨,她有一个非常真实的:帮助人类探索和建造空间中的栖息地。

专家表示,对于人类在地球之外的其他星球上生活而言,在人类定居者之前发送像Val这样的建筑机器人,将是至关重要的第一步。为此,在过去几年里,航天机构和一些初创公司已经开始开发无人太空建筑技术,取得了重要的技术(和字面意义上的)进步。

2013年首次亮相,物理Valkyrie机器人由NASA的Johnson Space Center建造,但开发她的能力是一种合作努力。2017年,来自世界各地的机器人专家在美国国家航空航天局的空间机器人学挑战挑战,这些程序软件可以让Valkyrie在空间使命中执行可能的任务,例如固定通信盘的位置或修复漏洞;顶级团队共回家,共300,000美元。

本月,美国宇航局打开注册太空机器人挑战的第二阶段该奖项将于2021年结束,获奖者将获得高达100万美元的奖金。这次的挑战是什么?参与者必须想出一种方法来指导一组自主机器人成功地探测和挖掘月球上的资源,如水或甲烷。

参与挑战的团队之一是一家名为Offworld。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。

Offworld正在建立挖掘机器人原型来处理危险的任务,例如爆破和钻井,没有人们存在。照片由Offorld提供。

目前,Offorld机器人正在美国和国外未公开的野外矿山进行测试。Keravala估计,在系统的技术成熟之前,它将是另一年级或两年。虽然该公司有明确的雄心壮志,但他说他们的直接目标是申请他们的机器人改善地球的流程,例如传统采矿。

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,在任何偏离世界施工开始之前,空间旅行的价格标签需要大大降落。它目前的成本约为10,000美元,将一磅货物放入地球轨道上,根据美国航空航天局。伊隆·马斯克的公司SpaceX公司提供了较低的成本:基于从他们的网站的数字,猎鹰9号火箭可以在每磅和较大的猎鹰重型$ 7,000发送有效载荷送上火星甚至可以踏踏实实地约每磅$ 2,400。当其他公司喜欢波音和杰夫贝斯的蓝色原产地进入市场时,卡拉瓦拉说,价格可以大幅下降。

他说:“我认为本世纪20年代很可能是一个转折点,低地球轨道的运输成本不会成为瓶颈。”

目前,Offorld机器人正在美国和国外未公开的野外矿山进行测试。Keravala估计,在系统的技术成熟之前,它将是另一年级或两年。该公司有明确的雄心壮志,让他们的机器人离开世界。照片由Offorld提供。

一旦建造机器人进入轨道,即使是探索离我们最近的天体月球,也需要它们能够承受极端条件,比如温度的大幅波动。当太阳出来的时候,月球的温度可以达到260华氏度,然后在阴影处骤降到-280华氏度。在月球上,夜晚(和白天)是14天,所以任何电子设备最好配备持久电池或其他非太阳能的电源。然后是月球缺乏保护大气层的问题。高能宇宙射线穿透月球表面,在月球沙土上形成静电荷,由于没有天气使沙土变得光滑,沙土已经很锋利了。

“所以,一旦你在月球表面上陆地上的机器,你就会增加辐射和一个骚扰和不可浮动的灰尘形式 - 一个恰好喜欢跳到你的设备并留在那里,”克拉瓦拉说。在火星上,灰尘可能是一个更大的问题,因为风暴可以消耗大陆的土地,并一次持续数周。

Keravala认为,制造能够在恶劣环境中生存的机器人是可能的,他建议工程师将迭代设计的机器人送往太空进行测试,尽管这一策略的可行性取决于旅行成本的降低。

最后,一旦我们部署了空间的机器人,就及时与它们通信将是关键。根据我们两个都在轨道的地方,它可能需要几分钟到近半小时的信号,以便在地球和火星之间旅行。

SAM Thomason,SE4的Business Developer是一家基于日本的虚拟现实启动,表示解决此时间滞后问题的解决方案可能是批量发送机器人命令。公司成立于2018年,该公司开发了VR技术,其中操作员几乎可以扫描,然后在机器人环境中操作对象,然后立即向机器人发送到机器人。

托马森说,他们的方法的优点是,指令是可适应的,而不是预先编程的。他说,SE4目前正在谈判在一艘远程潜艇上测试他们的技术,这艘潜艇模拟了他们在太空中经历的延迟。

这个利基领域的另一个参与者是这家已有10年历史的公司在空间该公司已经成功地在国际空间站上3d打印了零部件,并正在致力于在太空中组装机器人。

这些建筑机器人,更不用说人类,到其他世界旅行可能还需要一段时间,但Keravala说,我们有强大的动机去那里。他说,除了我们需要为地球的环境危机负责之外,我们已经达到了在地球上探索的地理极限。

“我们需要重新开放这一边界,这样我们物种的一小部分就可以进入未知领域,当你进入太阳系和其他恒星时,重新激发人类发现的前沿。”

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