行星勘探流动站具有复杂的机器技术，以避免陷阱

Mini Rover内置多功能附件，能够旋转也可以“摆动”和举起的车轮，它以新颖的NASA漫游车设计为模型，并在实验室中用于开发和测试足够强大的复杂运动技术，以帮助其攀登由颗粒状物质，这里是普通的沙滩沙。

火星或月亮的滚动山丘从最近的拖车是很长的路。这就是为什么下一代勘探流浪者需要擅长爬上宽松材料的攀爬山丘，避免在软颗粒表面上夹紧。

用轮式附件建造，可以抬起和能够“蠕动”的轮子，这是一个被称为“迷你流浪者”的新机器人已经开发并测试了复杂的机器人技术，足以帮助它爬上这种颗粒材料覆盖的山丘 - 避免风险在一些偏远的行星或月亮上被忽略地陷入困境。

使用复杂的移动研究人员被称为“后旋转器踩踏”，机器人可以通过使用独特的设计来爬坡，以将划桨，行走和旋转轮旋转运动结合。流动站的行为是使用物理学的一个分支，即地形动力学建模的。

“当松散的材料流动时，这可能会为机器人造成跨过它的机器人，”德尼亚科技工程研究所物理学学院的邓恩家族教授丹戈戈德曼说。“这个流浪者有足够的自由程度，可以有效地摆脱果酱。通过从前轮子的雪崩材料，它为后轮创造了局部流体山，这些流体山没有像真实斜坡那样陡峭。

流动站始终是自我产生和自我组织的一座好小山。”

该研究将于2012年5月13日报告，作为杂志科学机器人中的封面文章。该工作得到了美国宇航局国家机器人倡议和陆军研究办公室的支持。

Mini Rover内置多功能附件，能够旋转也可以“摆动”和举起的车轮，它以新颖的NASA漫游车设计为模型，并在实验室中用于开发和测试足够强大的复杂运动技术，以帮助其攀登由颗粒状物质，这里是普通的沙滩沙。

美国国家航空航天局（NASA）的约翰逊航天中心（Johnson Space Center）制造的机器人率先旋转了轮子，用轮子扫掠了表面，并在必要时提起了每个带轮附件，从而产生了广泛的潜在运动。使用内部3D打印机，佐治亚州科技研究人员与Johnson Space Centre合作，在缩小车辆中重新创建这些功能，其中四个轮式附属于12个不同的电机驱动。

佐治亚理工大学乔治·伍德拉夫机械工程学院的本科生Siddharth Shrivastava说：“流动站是采用模块化机电一体化架构，市售组件和最少数量的零件开发的。”“这使我们的团队能够将机器人用作强大的实验室工具，并将精力集中在探索创造性和有趣的实验上，而不必担心损坏流动站，服务停机或遇到性能限制。”

流浪者广泛的运动范围使研究团队有机会测试使用颗粒阻力测量和改进的抵抗力理论研究的许多变化。Shrivastava和物理学博士学位。候选人Andras Karsai开始于NASA RP15机器人探索的遗址，并且能够尝试在全尺寸的流动站上进行测试的机器人计划。

研究人员还测试了他们的实验Gaits，旨在使用称为散射的流化床系统模拟行星和月球山的斜坡（系统地创建任意地形和探索机器人的测试），这可以倾斜以评估控制粒状基材的作用。Karsai和Shrivastava与Goldman Lab的博士后研究员博士学研究员合作，研究了散域试验设施的流动廊。

“通过创建一个具有类似RP15流动站的能力的小型机器人，我们可以在受控实验室环境中使用各种GAIT来测试机车原则，”Karsai说。“在我们的测试中，我们主要改变了步态，运动媒介和机器人必须攀登的坡度。我们很快迭代许多步态战略和地形条件，以检查出现的现象。“

在本文中，作者描述了一种步态，使搬家搬到陡峭的斜坡，前轮搅拌颗粒材料 - 用于实验室测试的罂粟种子 - 并将它们推回后轮。后轮左右摆动，抬起并旋转以产生类似于在水中划桨的动作。被推向后轮的物料有效地改变了后轮必须爬的坡度，使流动站能够稳步前进，可能使简单的轮式机器人停下来。

该实验提供了在高级罗伯物理学工作中的变化，涉及用腿或脚蹼移动，这迫切地扰乱了颗粒表面尽可能少的颗粒状面，以避免使机器人卡住。

迷你流浪者穿过罂粟种子床，该床旨在模拟颗粒表面的运动。该机器人用于测试足够强大的复杂运动技术，以帮助其爬上被此类颗粒物质覆盖的行星或月球山。

“在我们以前的纯腿机器人的研究中，在动物上建模，我们有点PD，秘诀是不是乱七八糟的，”高盛说。“如果最终让大多数机器人弄得一团糟，那么最终您只能划桨并挖掘颗粒状的材料。如果您想快速运动，我们发现您应该通过调整运动参数来使材料保持尽可能坚固。”

但是，对于火星群体而言，简单的动议已经证明了火星群体，这陷入粒状材料。高盛表示，Shrivastava，Karsai和Ozkan-Aydin发现的步态可能能够帮助未来的流浪者避免这种命运。

高盛说：“如果使用得当，这种起重，推运和划桨的结合可以保持向前的进步，”“通过我们的实验室实验，我们已经表明了可能导致行星勘探中的鲁棒性的原则 - 甚至在我们自己的星球上的挑战性。”

研究人员希望下一步将不寻常的步态扩大到更大的机器人，并探索一起研究机器人及其本地化环境的想法。“我们希望考虑运动器及其环境作为一个单一的实体，”高盛说。“肯定有一些有趣的颗粒状和柔软物理问题探索。”

虽然迷你火车站旨在学习农历和行星探索，但所吸取的经验教训也可以适用于陆地运动 - 陆军研究实验室的一个感兴趣领域，其中一个项目的赞助商。

“基础研究揭示了复杂和屈服地形的逆向直观的原则和新颖的侵入机置和颗粒侵入方法，”美国陆军战斗能力发展指挥的军队研究实验室的军队研究实验室陆军研究办公室陆军研究办公室议长斯坦顿博士说。“这可能导致新颖，地形意识到的平台，能够在轮式和腿部运动模式之间智能过渡以维持高运营的节奏。”

除了那些已经提到的人之外，研究人员在美国宇航局与罗伯特阿布罗斯和威廉布鲁内曼合作，并前往NASA JSC学习全尺寸的美国宇航局流动站。

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参考：Siddharth Shrivastava，Andras Karsai，Yasemin Ozkan Aydin，Ross Pettinger，William Bluethmann，Robert O.Ambrose，Daniel I. Goldman于2020年5月13日发表的“在粒状地形上进行材料重塑可以增强机器人物理漫游器的坚固性”，DOI：
10.1126 / scirobotics.aba3499

这项工作得到了陆军研究办公室（W911NF-18-1-0120）和美国宇航局国家机器人倡议（NNX15AR21G）的支持。本材料中表达的任何观点，发现，结论或建议均为作者的观点，不一定反映赞助机构的观点。