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NASA預計在2026年對土衛六進行一次深度考察,全面掌握其表面物質成分,並且分析是否有生命存在。Shapeshifter球狀“變形金剛”通過人工智慧自由組合,可在土衛六表面飛行、漂浮,如果遇到溶洞入口,可以潛入溶洞中考察。

這是名副其實的“變形金剛”,在人工智慧技術的支援下,NASA一個全新地外天體探索機器人亮了!從圖中可以看出,這款暫且稱之為Shapeshifter的機器人與傳統的探測器不一樣,它由12個獨立的片狀飛行器構成,形成一個球形裝置,每個飛行器都是獨立的動力裝置,可獨立飛行,也可以組合飛行,這是NASA創新先進概念計劃下的一個全新探測器。

圖注:Shapeshifter被認為是球形變形金剛,由12個子機器人組合而成。

目前Shapeshifter“變形金剛”正在NASA的JPL實驗室中研發,其概念設想非常驚人,筆者認為這是地外天體探索方向上一個新的啟發和亮點,將傳統的整體式無人探測器拆分,形成多個小機器人,為子母結構,其優點在於避免一個零部件失效導致整個探測器作廢,但缺點也很明顯,要有足夠的技術支撐,比如人工智慧技術,否則難以研發成功。

為什麼要用組合機器人

根據JPL實驗室的設想,Shapeshifter機器人的主戰場為土衛六,土衛六上遍佈液態烷烴湖泊,因此就要一種能夠在烷烴湖泊上執行的探測器。當然我們也可以發射一艘有著船舶造型的探測器,在土衛六的湖泊上開,但這樣過於奢侈了,因為我們不知道土衛六的湖泊到底有多大的探索價值,如果有價值的探索目標在岸上,豈不是夠不著了。

圖注:這是土衛六上的一個湖泊,充滿了液態烷烴,Shapeshifter變形金剛可以在湖泊上漂浮前進。

因此登陸土衛六的探測器需要是一個三棲裝置,能飛、能遊、還能遁地!為什麼說要遁地,因為土衛六上有溶洞結構,NASA正在找一些溶洞的入口,傳統的輪式機器人肯定無法進入溶洞,而像LEMUR那樣的爬行機器人,速度太慢,無法潛入溶洞中。因此Shapeshifter的概念非常先進,用組合模式化整為零,分離開的時候是12個單獨的、可飛行的探測器,可單獨攜帶儀器進行探索,可飛入狹小空間的溶洞中。如果組合起來,就是一個球狀機器人,可漂浮在烷烴湖泊上,如果在陸地上,球形外形還能滾動,這是一個完美的三棲結構設想。

圖注:這是惠更斯著陸器,這種整體式的探測器只能在一個地方進行探索,一旦著陸點不合適,那麼整個任何都可能前功盡棄。

球狀“變形金剛”能幹什麼

Shapeshifter是個球狀“變形金剛”,它到底能夠幹些什麼?這要回到土衛六的環境上進行分析,土衛六上有巖質地形,甲烷湖泊,處於冰晶狀態的甲烷,可以說是個固體、液體、多相物質的世界,這就需要一個能夠勝任多種地貌、環境的探測器才能進行考察。前往土衛六一趟非常不容易,以卡西尼-惠更斯探測器為例,在1997年發射,2004年才抵達土星附近,下一個土星系統探測專案要到2020年代才開啟,可以說近30年才有一次。

圖注:Shapeshifter機器人還能化整為零,進入溶洞飛行探索,很有意義。

NASA預計在2026年對土衛六進行一次深度考察,全面掌握其表面物質成分,並且分析是否有生命存在。Shapeshifter球狀“變形金剛”通過人工智慧自由組合,可在土衛六表面飛行、漂浮,如果遇到溶洞入口,可以潛入溶洞中考察。由於每個獨立的機器人都有動力系統,可攜帶不同的裝置對土衛六表面環境進行勘察,形成儀器裝置雙備份,也不怕因為某個儀器失效,導致任務前功盡棄。土衛六上充滿了有機物質,與早期地球相似,這是一顆可能擁有生命的天體,因此探索土衛六有著非常積極的意義。

組合機器人今後會如何發展

Shapeshifter球狀“變形金剛”開啟了一個新的無人探測器思路,通過組合變形達到效果這與我們現在所認識的無人著陸器、漫遊者有很大的不同。舉個例子,嫦娥4號攜帶玉兔2號巡視器,如果按照Shapeshifter球狀“變形金剛”的概念進行研發,嫦娥4號作為一個母艦,可攜帶多個玉兔月球車,但是每個玉兔都是一個可飛行的探測器,組合起來是一個整體,拆分開來也可以獨立進行探測,這樣一來探測手段和模式就非常多樣了,探測面積也能成倍增加。

圖注:合體中的Shapeshifter機器人,組合之後可形成一個整體進行滾動或者漂浮,非常適合土衛六。

玉兔2號巡視器幾個月來行駛了幾百米的距離,如果能夠飛行,那麼一個月晝就能夠前進數百米,在抵達有考察意義或者價值的區域,可降落,拆分成多個子探測器進行分別考察。這樣一來探索範圍可以成倍擴大,效率可以大大提升。這個思路也可以用於火星探測,組合式無人探測器需要人工智慧技術支援,否則就可能出現無法組合,整個任務也會前功盡棄。順便提一下,人工智慧也是一個雙刃劍,球形機器人高度自主的探測能力也令人生畏,彷彿看到人工智慧取代人類的一幕。

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