人民网 >> 科教 >> 科技 >> 技术创新 2003年2月24日08:58


成本不高本领大
身材娇小很灵巧 动物机器人太空显身手
    
机器蛇

    本报特约记者  王思潮  周武

    看过《星战前传———克隆人的进攻》影片的人,肯定会对其中的机器人记忆犹新。今天,在我们人类尚不能涉及的许多领域,也活跃着一大群机器人。而在充满未知和危险的太空探测中,各种机器人更是开路先锋。在美国宇航局就“生活”着一批特殊的机器人。它们中的一些或小得可在掌上起舞,或灵活得能像蛇蜿蜒爬行,还有一些则具有青蛙灵活跳越障碍物的本领。

    蛙兵勇探外星球

    在崎岖多障碍的外星表面,跳跃显然是一种理想的行动方式。在低重力环境下,跳跃更是一种高效使用能量的运动方式。喷气推进实验室研制的机器蛙形状有点像青蛙,质量不超过1.3千克。

    机器蛙腿的膝部装有弹簧,能像青蛙那样先弯起腿,再一跃而起。机器蛙在地球上一跃的最远距离是2.4米;而在火星上,由于火星的重力大约为地球的1/3,机器蛙的跳远成绩则可远达7.2米,接近人类的跳远世界纪录。因此它不会再像5年前的火星越野车那样在一块小石头面前一筹莫展了。

    这些小巧玲珑的蛙兵身上都装有小马达、传感器、照相机、小型电脑和太阳能电池极。比起以前的探测车,使用它们要经济得多,因此一旦远征火星,将可重兵列阵前往,一次派出七八名或十几名蛙兵勇士,它们可以相互通讯联络,协同战斗。那时,外星大地上将是蛙声片片,即使有几名“勇士”伤亡,也不会造成整片探测网全军覆没。

    蛇将保护宇航员

    蛙兵的出现,意味着太空仿生学的诞生。美国宇航局的工程师们又梦想请出太空蛇。说起蛇形太空机器人,主管研制它的负责人盖瑞·汉斯说,“机器蛇像蛇,但比蛇更聪明。”它能蜿蜒前进爬入小洞,寻找外星世界的水源;它还能安全地爬过烂泥塘而不会陷进去。另外,绕着管子爬来爬去而不会翻倒也是它的本事。机器蛇还会思考,且具有孙悟空般的分身术,在必要时,会让自己的身体像火车车厢一样分成若干小节,互相替代或独立行动。

    这种太空机器蛇与真蛇有些类似。它也有蛇脑,不过这个蛇脑是一个微型电脑;它还有神经系统,即用细长的金属线控制身躯的各个部位。另外就像真蛇的舌头能嗅出周围空气变化那样,太空蛇也可以用传感器侦察前进路上的各种障碍,以调整对策。

    目前科学家正在为机器蛇研制特殊的皮肤,并设想,有一天蛇形机器人能够在太空派上大用场,善于缠绕、攀缘的蛇将能够穿行于身穿笨大宇航服的宇航员无法涉足的空间,比如钻进管道内部承担检修任务等。而且因为机器蛇由许多节相同的身躯段组成,宇航员可以方便、即时地进行更换,不必再送回遥远的地球修理。令宇航员满意的是机器蛇还可以按照他们的要求随意增长或缩短自己的身躯。看来,如果人类登上火星,太空机器蛇将会是宇航员的保护神。

    蜘蛛要做星际侠

    在模仿登陆火星的试验中,一辆漫游车携带的机器蜘蛛临时替代出故障的无线电设备将信息传送回总部。这个大出风头的机器蜘蛛,便是美国宇航局喷气推进实验室设计的昆虫式机器人,它拥有异常灵活的腿,能跨越障碍,攀登岩石,探访其他靠轮子滚动前进的机器人无法抵达的区域。

    蜘蛛机器人是太空工程师从蜘蛛攀墙特技中得到灵感而创造出的。它安装有一组天线模仿昆虫触角,当它迈动细长的腿时,这些触角可探测地形和障碍。机器蜘蛛原形很小,直立高度仅18厘米,比人的手掌大不了多少。

    科学家在它们的头部还安装了“眼睛”———微型摄像仪。凭借自己娇小的身材,机器蜘蛛非常适合勘探彗星、小行星等小型天体。

    太空工程师还将研制新一代的太空蜘蛛,它们将变得更小、更灵巧。在国际空间站上它们还可以充当小小维护员,及时发现空气泄漏等意外故障。根据它执行的任务,机器蜘蛛腿的数量可以从8条增加到50条。

    “蜘蛛侠”们不仅能攀爬太空越野车无法到达的火星陡坡地形,而且成本也经济许多,这样,一大批太空“蜘蛛侠”就会遍布在火星大地的各个角落。

    机器“蜘蛛侠”再能干,它也会有力所不及的地方。在美国宇航局的仿生机器人队伍中,还有分别针对表面为冰质星球、液体星球而设计的会挖洞、潜水甚至飞翔的各类机器生物,如虾、蟹等。

    从实践和经济的角度讲,探索行星更有效的方法是派遣一大群,可互相通信合作的仿昆虫微型机器人军队。它们将被派往更遥远的太空为人类解开更多的谜团。 

    《环球时报》 (2003年02月21日第十三版) 


机器蜘蛛
机器蛙
(责任编辑:徐冬梅)


 
 
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