يجتمع مع عائلة من الروبوتات الفضائية ناسا

يقع روبوت التسلق LEMUR بعد تسلق منحدر في Death Valley ، كاليفورنيا في أوائل عام 2019. يستخدم الروبوت تقنية خاصة تجتاح ساعدت في سلسلة من الروبوتات الجديدة ، التي يمكن أن تستكشف عوالم أخرى. الصورة عبر وكالة ناسا / JPL-Caltech.

من الكشف عن القرائن الأولى من الماء السائل على المريخ إلى عبور نظامنا الشمسي ، كانت مهام ناسا المغامرة ، على أقل تقدير. كانت لعبة Ranger 3 هي المحاولة الأولى لناسا للهبوط على سطح القمر في عام 1962. ومنذ ذلك الحين ، اتبعت العديد من الروبوتات Ranger 3 من الأرض إلى الفضاء. ومع ذلك ، لا تزال أسطح الكواكب والأقمار في نظامنا الشمسي غير مستكشفة إلى حد كبير ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى أن الروبوتات الفضائية الحالية لم تكن قادرة على تحجيم المنحدرات ، وتجتاح الأسطح الجليدية وقهر الأماكن التي يصعب الوصول إليها.

في هذا الشهر (10 يوليو 2019) ، وصف مختبر الدفع النفاث التابع لوكالة الطيران والفضاء الأمريكية (ناسا) عمله على عائلة جديدة من الروبوتات يمكنها أن تدور وتسلق وتستخدم الذكاء الاصطناعي للتنقل حول العقبات في التضاريس الوعرة. يتم اختبار هذه الروبوتات حاليًا على الأرض وسيتم إرسالها لاحقًا إلى أماكن يتعذر على البشر الوصول إليها ، مما يساعد العلماء على القيام بعلم ذي معنى على طول الطريق.

روبوت تسلق صغير يلف جدارًا ، يمسك بخطافات السمك - وهي تقنية مقتبسة من أقدام ليمور التي تجتاح. الصورة عبر وكالة ناسا / JPL-Caltech.

سيكون لهذه الفئة الجديدة من الروبوتات الفضائية وظائف مستوحاة من روبوت Limbed Excursion Mechanical Utility (LEMUR) ، الذي تم تصميمه في الأصل كإنسان آلي للإصلاح لمحطة الفضاء الدولية. في الفيديو أدناه ، تصف ناسا آخر اختبار ميداني لـ LEMUR ، في Death Valley ، كاليفورنيا ، في أوائل عام 2019. استخدم الروبوت مئات من أحواض السمك لتسلق الجدران و AI لتجنب العقبات التي لم يتمكن من الصعود إليها. كما استخدمت مجموعة أدواتها العلمية لمسح الصخور بحثًا عن الحفريات القديمة ، وكما أوضح الفيديو ، فقد وجدت بعضًا منها!

سيبحث التطبيق المباشر لهذا الاختبار الميداني لـ LEMUR عن البيوجينات الحيوية - المواد التي توفر دليلًا على الحياة - على كوكب المريخ ، وربما في قاع البحيرة يعتقد أنه يحمل علامات على حياة المريخ من الماضي البعيد.

على الرغم من أن LEMUR نفسها لن يتم إرسالها إلى الفضاء ، إلا أن المهندسين تبنوا الكثير من خصائصه الذكورية والهيكلية في الجيل القادم من الروبوتات التي ستكون بمثابة عيوننا وآذاننا خارج الأرض. كل واحد منهم لديه ميزات فريدة من نوعها المضمنة فيه لمعالجة الظروف القاسية والبيئات غير مؤكد. استمر في القراءة ، لمقابلة هذا الجيل الجديد من مستكشفات الفضاء.

تم وضع Ice Worm في أول اختبار ميداني له في جدران الكهوف في Mount St. Helens في أغسطس 2018. تم تأجيل الروبوت بحبل للتأكد من أنه لم يتضرر إذا سقط. الصورة عبر وكالة ناسا / JPL-Caltech.

دودة الجليد

يطور المهندسون في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا في باسادينا ، كاليفورنيا ، روبوتًا يدعى "دودة الجليد" في محاولة للتنقل على الأسطح الزلقة. طبقًا لاسمه ، يقوم الروبوت - المقتبس من طرف واحد من LEMUR - بضغط جسمه قبل تمديده للمضي قدمًا. يواصل البوصة الواحدة في المرة عن طريق حفر أحد أطراف أطرافه في سطح جليدي ، ويستخدم قبضة لتثبيته ، ثم يدخل الطرف الثاني لينضم إلى الطرف الأول باستخدام نفس التقنية.

للمضي قدمًا ، يقوم بفك قدم واحدة ويطيل جسمه ويثبته مرة أخرى في الجليد قبل بضعة أمتار. باستخدام مستشعرات الضغط التي تعلمه مدى صعوبة الحفر في الجليد ، يكرر هذا الأمر مرارًا وتكرارًا "للدودة إلى الأمام". تستخدم دودة الجليد أيضًا هذه الطريقة لترسيخ نفسها أثناء تحليل السطح الموجود أسفلها لجمع المواد الموجودة في أرجلها والتي يمكن استخدامها لاختبار تركيزات الملوحة للحياة الميكروبية.

قام آرون بارنس ، وهو مهندس في JPL ، بتدريب دودة الجليد في المناطق النائية بأنتاركتيكا ، وهو أقسى مكان يمكن أن يجدوه على الأرض. سيقوم الجليد الزلق إلى جانب البيئة القاسية بإعداد الروبوت لظروف مماثلة على أقمار كوكب المشتري وزحل. تصطف مجموعة أخرى من الاختبارات في الأنهار الجليدية على جبل. رينييه في سياتل. علق Parness:

يُظهر لك الاختبار الميداني أشياء يصعب تعلمها في المختبر.

هذا الروبوت الذي يبلغ طوله 1.4 متر (4.6 قدم) مجهز أيضًا بالتعرف على الأنماط والتعلم الآلي - وهي جوانب من الذكاء الاصطناعي التي تسمح له بالتعلم من أخطاء الماضي واتخاذ القرارات المثلى. سيحتاج الروبوت إلى دراسة الأنماط التي خلفتها الحياة في تشكيلات الكهوف. من أجل القيام بذلك ، يجب أن تكون صغيرة ومتحركة بما يكفي لتصفح الفجوات الصغيرة في الكهف. لهذا الغرض ، يعمل Parness وفريقه على أدوات استشعار عن بُعد مصغرة وتحليل البيانات يمكن لـ Ice Worm ارتداءها مثل حقيبة الظهر. بمجرد أن تصبح جاهزة ، سيتم إرسال روبوتات من هذا النوع إلى أقمار كوكب زحل والمشتري لاسترجاع عينات لمزيد من التحليلات.

قراءة المزيد عن دودة الجليد

RoboSimian خلال اختبار ميداني في ولاية كاليفورنيا. الصورة عبر وكالة ناسا / JPL-Caltech.

RoboSimian

في حين أن هذا الروبوت ذو الأربعة أرجل مستوحى أيضًا من LEMUR في حجمه وبنائه ، فإن RoboSimian لديه عجلات مرنة مصنوعة من سلك الموسيقى على عكس تلك التي تجتاح LEMUR ، وبالتالي توفر مرونة أكبر في التضاريس الوعرة. تجسد هذا المفهوم أولاً كجزء من تحدي DARPA Robotics ، الذي عزز التكنولوجيا الآلية لعمليات الاستجابة للكوارث. تم تصميم الروبوت وتدريبه على العمل في بيئات خطرة ، لذلك ليس من المستغرب أن يتم إرسال RoboSimian - وهو روبوت رباعي الأرجل يمكنه المشي والزحف والانزلاق على بطنه وحتى القيام بعجلات - على الأرجح إلى القمر إنسيلادوس في زحل. يتم نظريات محيطات المياه المالحة لتكون موجودة تحت السطح الجليدي لهذا القمر البعيد. قد تحتوي السخانات على علامات للحياة الميكروبية.

تم تسمية RoboSimian باسم King Louie بعد شخصية في فيلم "Jungle Book" ، وهو مزود بأدوات طيفية يمكنها استكشاف المناطق القطبية لإنسيلادوس.

قراءة المزيد عن RoboSimian

استلهم مهندسو ناسا من أقدام زغة ، مثل تلك المبينة هنا ، في تصميم نظام المسكة للفضاء. تمامًا مثلما تحتوي قدم gecko على شعر لاصق بالغ الصغر ، فإن أجهزة JPL تتضمن هياكل صغيرة تعمل بطرق مماثلة. الصورة عبر وكالة ناسا / ويكيميديا ​​كومنز.

بناء روبوتات الطريق أبو بريص

يمكنك استخدام الشريط فقط عدة مرات قبل أن يرتدي الالتصاق. Geckos ، من ناحية أخرى ، توفر مصدر إلهام للمواد اللاصقة التي تلتصق حتى بعد الاستخدامات المتعددة. هذه السحالي الصغيرة لها شعر على أقدامها تسمح لها بالتشبث بجدار بسهولة. صمم بارنس وفريقه روبوتًا ذو ميزات مماثلة - مواد لاصقة مستوحاة من أبو بريص - شعر اصطناعي يلتصق بأي سطح.

يمكن لهذه القابضات الحفاظ على ما يصل إلى 150 نيوتن من القوة وتم اختبارها في بيئات الجاذبية الصغرى المحاكاة. تم اختبار مادة أبو بريص نفسها 300000 مرة للتأكد من عدم التآكل. سيقوم هذا الروبوت يومًا ما بإصلاح الأقمار الصناعية وتقديم الخدمات لها ، وحتى خطف القمامة الفضائية.

قراءة المزيد عن القابضون الروبوت مستوحاة من أبو بريص

القابض تحت الماء في العمل. الصورة عبر نوتيلوس.

القابضون تحت الماء

اعتمد روبوت آخر مستوحى من LEMUR ، القابض تحت الماء ، 16 أصابع من LEMUR و 250 من أحواض السمك لتمسك بإحكام على الأسطح والحفر في التكوينات. يعد هذا مفيدًا بشكل خاص في البيئات التي لا توجد فيها خطورة تذكر ، خاصة تحت الماء حيث يمكن لقوة الحفر دفع الروبوت بعيدًا.

اعتبارا من الآن ، يعمل الروبوت مع Nautilus - سفينة أبحاث تحت الماء - لجمع عينات من الماء على بعد ميل أسفل السطح. في النهاية ، قد يتم إرسالها لاستكشاف أسطح الكويكبات وغيرها من الهيئات المماثلة.

قراءة المزيد عن القابضون الروبوت تحت الماء

مروحية المريخ التابعة لناسا في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا في باسادينا ، كاليفورنيا. الصورة عبر ناسا / JPL.

طائرة هليكوبتر من شأنها أن تفعل أكثر من مجرد الطيران

سترافق طائرة هليكوبتر صغيرة تعمل بالطاقة الشمسية مركبة مارس 2020. قام أراش كالانتاري ، وهو مهندس في مختبر الدفع النفاث (JPL) ، بتعديل تصميم LEMUR لبناء روبوت يهبط ليس فقط أفقيًا ، ولكن أيضًا رأسيًا بالتشبث بصخور مثل اليعسوب.

قال مي أونغ ، مدير مشروع مروحية المريخ في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا في باسادينا ، كاليفورنيا:

لم يقم أي شخص ببناء مروحية المريخ من قبل ، لذلك نحن ندخل باستمرار أراضي جديدة.

من المتوقع أن يصل مروحية المريخ إلى المريخ بحلول فبراير 2021 وسيجري تقييمات جيولوجية على مواقع الهبوط ، وتقييم الموارد الطبيعية والمخاطر لمهام الفضاء المستقبلية.

اقرأ المزيد عن مروحية المريخ

خلاصة القول: هناك فئة جديدة من الروبوتات الفضائية لها وظائف مستوحاة من روبوت Limbed Excursion Mechanical Utility (LEMUR). في حين أن كل تصميم فريد من نوعه في قدراته ، هناك هدف واحد مشترك يجمعهم جميعًا: البحث عن الحياة خارج الأرض.

عبر ناسا