旨在征服月球和行星探索的巧妙新型机器人漫游者

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。

由美国陆军资助开发的新型机器人带有可抬起的轮状附件，其复杂的运动技术足够强大，可以使其爬满沙丘并避免被卡住。该机器人让NASA对潜在的行星或月球勘测感兴趣。

佐治亚理工学院的研究人员将这种动作称为后转子踏板，该机器人称为Mini Rover，它通过使用结合了划桨，行走和车轮旋转运动的设计来爬坡。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。

该机器人被称为Mini Rover，它通过结合划桨，行走和车轮旋转运动的设计来爬坡。此特写图像显示了迷你漫游者的附件之一。可以抬起和放下支腿，并且轮子可以左右移动，以穿过松散的颗粒表面。

《科学机器人》杂志以封面文章的形式发表了这项研究。陆军研究办公室是美国陆军作战能力发展司令部的陆军研究实验室和NASA的组成部分，通过“国家机器人计划”资助了这项研究。

“这项基础研究揭示了在复杂地形中进行运动的令人兴奋的新方法，” ARO项目经理Samuel Stanton博士说。“这可能会导致平台能够智能地在轮式和腿式移动模式之间转换，以保持较高的运行速度。”

根据科学家的说法，当松散的物料（如沙子）流动时，这可能会给机器人在其上移动带来麻烦。

佐治亚理工学院物理学院的邓恩家庭教授丹·高德曼说：“这辆漫游车具有足够的自由度，可以非常有效地摆脱拥堵。”“通过前轮的雪崩材料，它为后轮创造了一个局部的流体坡道，其陡峭程度不及实际坡度。流动站始终是自我产生和自我组织的一座好小山。”

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。佐治亚理工学院的研究人员使用内部3D打印机与约翰逊航天中心合作，在具有12个不同电机驱动的四轮附件的小型飞机中重新创建了这些功能。

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。该团队从NASA RP15机器人探索的步态开始，并尝试了无法在全尺寸漫游车上测试过的运动方案。

研究人员还使用称为SCATTER的流化床系统（即任意地形的系统创建和探索性机器人测试）在旨在模拟行星和月球山坡的斜坡上测试了实验步态，可以将其倾斜以评估控制颗粒状底物的作用。

在实验中，新步态使流动站能够爬上陡峭的斜坡，前轮搅动了颗粒状物料（用于实验室测试的罂粟种子），并将其推回后轮。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。

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。

高德曼说：“在我们以前的以动物为模型的纯足机器人研究中，我们有点奇怪的秘密是不要弄得一团糟。”“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。”

但是简单的动作已经证明对火星漫游者是有问题的，火星漫游者被困在颗粒材料中。高盛表示，这一步态发现可能能够帮助未来的漫游者避免这种命运。

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，我们已经展示了可以提高行星探索甚至在我们自己星球上具有挑战性的表面的鲁棒性的原理。”

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。

尽管“迷你漫游者”的设计目的是研究月球和行星探索，但所汲取的经验教训也可能适用于陆上运动-这是陆军感兴趣的领域。

阅读《迷你星球漫游者》中的“行星探索漫游者具有复杂的移动技术来避免陷阱”的更多信息。

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