机器人
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ANYmal：瑞士研究人员开发了一种加速月球和火星探索的四足机器人
研究人员来自 巴塞尔大学开发了一种名为ANYmal的半自主四足机器人，旨在加速对火星和月球等外星环境的探索。
与传统的探测车不同，这种机器人类似于一只机器狗，并配备了一个带有显微镜相机和拉曼光谱仪的手臂，能够识别岩石的化学指纹。
模拟条件下的试验
测试在Marslabor进行，这是一个重现火星和月球尘土飞扬和岩石表面的设施。目标是让ANYmal自主移动，识别具有科学意义的岩石，进行分析并在无人干预的情况下传输结果。
结果令人惊讶：机器人在12到23分钟内完成了任务，而人类操作员需要41分钟来完成相同的任务。尽管人类监督提供了更详细的信息，机器人的速度和自主性标志着太空探索节奏的显著变化。
能力和发现
ANYmal成功识别了如石膏、碳酸盐、玄武岩、橄榄岩和斜长岩等矿物，这些材料对于理解火星和月球的地质非常重要。
其腿部设计使其能够克服障碍并进入轮式探测车无法到达的区域，从而扩大了在复杂地形中的研究可能性。
对太空探索的影响
研究证实，具有自主移动能力的机器人可能成为其他世界科学活动的主角。这些系统将不再只是远程控制的简单工具，而是能够独立寻找生物特征和古代生命痕迹。
在月球的情况下，机器人开发对于研究恶劣环境、寻找如水冰等资源以及在不危及人类生命的情况下建造基础设施至关重要。这些机器将允许准备永久基地，分析复杂地形并降低任务成本。
机器人主导的未来
研究强调了机器人在太空探索中的重要性：
它们可以执行危险任务，如探索阴影中的陨石坑或操作放射性材料。
有助于寻找产生氧气和燃料的必要资源。
有助于建造栖息地和着陆平台。
支持载人任务的设备维护和操作。
像ESA的月球室和NASA的开发项目对于在极端条件下测试这些技术的耐久性至关重要。ANYmal加入了这一趋势，显示出四足机器人可能在下一阶段的月球和火星探索中发挥关键作用。
普林斯顿大学的革命性发明：利用热量移动的软体机器人
工程师们来自普林斯顿大学开发了一代新的软体机器人，能够仅使用热量移动，无需电机或外部庞大的系统。
这一进展标志着软体机器人领域的一个里程碑，该领域在医学、危险环境探索和高精度任务中具有巨大潜力。
运动背后的技术
秘密在于一种液晶弹性体，这是一种分子结构可以编程以响应热量的聚合物。通过以控制的分子对齐打印材料，创建了作为柔性铰链的区域。当这些区域被加热时，它们以可预测的方式弯曲，使机器人根据任务折叠和展开。
在打印过程中，工程师们在机器人的机身中集成了柔性电路板，这消除了组装步骤并提高了可靠性。这些电路允许以极高的精度加热特定区域，并配备了温度传感器，提供实时反馈，纠正重复运动中的偏差。
源于折纸的灵感
设计基于折纸的数学模型，与专家Glaucio Paulino合作。作为演示，团队构建了一个鹤形机器人，能够在施加电力时拍打翅膀并进行重复运动而无明显磨损。
材料与电子的整合
该计划起初是David Bershadsky的毕业论文，他寻找一种有效的方法来创建能够通过体积控制改变形状的机器人单元。与Davidson和Paulino教授一起，他还开发了一种软件工具，使其他研究人员能够设计类似的机器人，并与研究数据一起提供。
Bershadsky强调，最大的挑战是整合非常不同的技术：智能材料、柔性电子和热控制。克服这一困难使机器人能够作为一个连贯的单元运行，而不依赖于传统的机械组装。
潜在应用
这种方法为更加自主、轻便和多功能的软体机器人打开了大门，能够在以下领域操作：
微创手术，其中精确性和灵活性至关重要。
无法进入的环境探索，如污染区域或狭小空间。
自适应智能设备，能够根据任务改变形状。
通过热量和集成电子控制运动的能力可能允许软体机器人的可扩展制造，以在人体内部或极端环境中操作。
普林斯顿的进展代表了向不依赖传统电机的新一代软体机器人的迈进。其设计结合了材料创新、集成电子和热控制，为医学、工业和科学挑战提供了实用解决方案。这一发展为软体机器人在先进手术、远程探索和智能技术中成为主角的未来打开了大门。
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英国：开发了一种创新的风力驱动机器人，无需电池即可探索极端环境
研究人员来自克兰菲尔德大学（英国）推出了WANDER-bot，这是一种创新的低成本机器人，通过3D打印制造，仅靠风力驱动移动。这个提议消除了运动对电池的需求，直接利用了在极端环境中可用的自然资源。
在大多数机器人中，运动消耗了约20%的总能量，这限制了它们的自主性。WANDER-bot打破了这种逻辑：只要有风，它就可以继续前进而无需停下来充电。
简单且可修复的设计
该机器人是基于两个原则设计的：结构简单和可修复性。它的所有部件都可以通过3D打印，这使得可以在操作地点直接制造备件，而无需依赖复杂的物流链。
这种方法让人联想到在太空任务中探索的现场制造策略，在那里就地生产零件可以降低成本和风险。
灵感与机械原理
设计灵感来自艺术家Theo Jansen的Strandbeest，使用Jansen连杆机构将旋转运动转化为流畅的位移。此外，还配备了萨沃尼乌斯涡轮机，能够从任何方向捕获风，而无需主动定向。
与其他系统相比的优势
机器人探索中的一个主要瓶颈是能源限制和技术复杂性的结合。系统越复杂，在极端条件下修复就越困难。
WANDER-bot则反其道而行之：
无需电池来移动。
没有依赖理想条件的精密系统。
更少依赖性，更多适应性。
这为更有弹性和自主的机器人打开了大门，使其能够在人工干预不可行的恶劣环境中运行。
潜在应用
虽然它仍处于初始阶段的原型，在欧洲航天局ASTRA 2025会议上展示，但其可能的应用是多方面的：
远程生态系统监测：无需维护即可收集数月的数据。
广泛农业：无需能源基础设施即可检查干旱地区。
太空探索：自给自足且可在当地制造的系统，用于长期任务。
教育和社区：用于教授可再生能源和可持续设计概念的可访问工具。
下一步
现在的挑战是提高其机动性，使其能够改变方向并适应更复杂的地形。正在研究加入混合系统：由轻型电源供电的小型电子模块，而运动仍然依赖于风。
WANDER-bot不仅仅是一个有趣的原型：它是一个质疑我们如何设计技术的想法。其提议指向一个拥有更简单、可持续和适应性强的机器人的未来，能够利用自然资源而无需依赖电池或复杂的基础设施。
配备人工智能和先进传感器的救援机器人正在革新拯救生命的方式
En 灾难如地震、塌方、火灾或工业事故中，每一分钟都很重要。然而，这些环境通常对人类团队来说过于危险。在这里，救援机器人发挥了作用，它们被设计用于探索难以到达的区域、定位受害者并协助紧急救援团队，从而降低风险并增加生存几率。
什么是救援机器人及其必要性
救援机器人是为在极端条件下操作而创建的机器：
不稳定的结构。
有毒气体的存在。
活跃的火灾。
洪水或污染区域。
狭窄或倒塌的空间。
在2011年福岛地震之后，能够在放射性环境中操作的机器人的需求推动了新一代自主和远程操作系统的发展。
救援机器人的类型
地面搜索和探索机器人：配备热成像相机、麦克风和运动传感器。可以进入狭窄的裂缝并创建环境的3D地图。
空中无人机：用于在大面积区域定位失踪人员、评估结构损坏并识别安全路线。它们在森林火灾和山地救援中至关重要。
水下机器人（ROV）：用于海上救援或洪水中检查危险区域而不暴露潜水员。
仿生机器人：灵感来自蛇或昆虫等动物，能够在狭小空间和废墟中移动。
人工智能和传感器
人工智能的整合标志着质的飞跃：
通过计算机视觉识别人形。
通过过滤环境噪音检测求救声。
根据生存概率优先搜索区域。
化学传感器用于识别气体泄漏或危险物质。
相对于传统方法的优势
机器人带来了明显的好处：
降低对救援人员的风险。
进入无法到达的区域。
连续操作而不疲劳。
实时精确数据收集。
改善紧急救援团队的协调。
它们不是人类的替代品，而是作为能力倍增器。
当前的挑战
尽管取得了进展，仍然存在挑战：
有限的能源自主性。
地下环境中的通信困难。
某些系统的高成本。
研究指向更加自主的机器人，能够团队合作并实时做出决策。未来，预计合作群体将同时探索灾区，大幅缩短救援时间。
应用于紧急情况的机器人技术正在改变拯救生命的方式。凭借人工智能、先进传感器和受自然启发的设计，救援机器人代表了应对现代灾难的基本工具。尽管仍有挑战需要克服，但其发展承诺了一个技术与人类共同努力保护生命的未来，在最关键的时刻。
