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公司 2013-3-17 12:58

“出差在南极”的机器人

地球的南北两极,是全球气候变化的冷源。而人类的“第七大陆”——南极,则是地球上罕有的至今未被开发、未被污染的洁净大陆,那里蕴藏着解开无数科学之谜的钥匙。

两极地区完全可以被视作人类科学研究和实验的圣地,它是一块和人类的生存和命运休戚相关的关键地区。在 20 世纪中期,全球已有 40 多个国家在南极建立了共 100 多个科学考察站。

南极科考队员的上镜率不低,而这次,就让我们把视线转到那些“出差在南极”的机器人吧。

对远赴南极科考的研究者而言,保证物资供给是重中之重。过去,研究者们多是通过空投的方式获取物资。而现在,出于预算考虑,美国政府打算改变策略了——据 ArsTechnica 报道,美国国家科学基金会(NSF)将开始通过陆路完成补给工作。

不过,肩负这项重任的并不是低效且不够安全的运输车辆,而是科学家们花费了 6 年时间研发出来的机器人——Yeti Polar Rover。

之所以不选择使用运输车,其中一大原因就是——汽车容易掉进裂隙里去。大约 20 年,这个问题的解决方案是进行人工探测和使用探地雷达(GPR)。探地雷达被装在在运输工具上方,操纵者通过观察实时滚动的监控图像来判断路况。

来自达特茅斯大学(Dartmouth)的高级工程师 Laura Ray 解释道: “如果雷达侦测到了一个裂隙,驾驶者有大约两秒钟的时间停下车辆。”不过,有些裂隙因为太小以致于难以被发现,而有时候就算发现了裂隙,也来不及躲过,非常危险。

于是,Yeti Polar Rover 应运而生。据称,这款机器人是目前唯一有能力进行南极长途运输的机器人。

Yeti Polar Rover 约有一米宽,搭载 GPS 卫星定位系统。这台四轮驱动的机器人能沿着预编程的路线行进,侦测隐蔽的裂隙。整个机器人采用轻量化设计,使用低压强轮胎以防陷入冰窟。Yeti Polar Rover 可以在环境温度低至 -30℃ 的环境下正常工作。它由六个锂离子电池供电,在雪地中行进的速度约为 2.2m/ s,连续工作时间介于 2.2  到 9.3 小时之间。

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再来看看国内的极地机器人。

上月 8 日,由中国自主研发的风能机器人“极地漫游者”在南极中山站附近迈出了“第一步”,这是我国研发的首台基于再生风能驱动的机器人。

它在南极冰盖上顺利走完了 30 公里的路程,并配合研究者完成了机器人移动机构、环境感知与自主控制等一系列技术测试和验证,现在它已被带回沈阳。

“极地漫游者”体长 1.8 米,高 1.2 米,宽 1.6 米,重 300 公斤,可在风能发电驱动下不间断地昼夜行走,能跨越高度近半米以上的障碍物,并在冰盖复杂地形下进行多传感器融合的自主导航控制,还可以通过卫星链路进行遥控。据悉,未来它将会搭载大气传感器、冰雪取样器、地理地质分析器等设备,有效任务载荷可达 50 公斤。

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