瑞士機器人將組團執行太空任務
瑞士的一個科學研究小組建議，在未來的月球或火星任務中使用小型機器人團隊，而不再用全地型車。這樣做的好處是：如果其中一個機器人出現故障，它的「同伴」可以接替它，並按原計畫繼續執行任務。我們參觀了一個位於蘇黎世的實驗室。
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它趴在地上，就像一隻懶狗。只有在機器人研究人員菲利普·阿姆(Philip Arm)按下遙控器上的一個按鈕時，「多比」(Dobby)才站起來，並開始自主地向一個木板搭建的台子移動。
這是一隻被瑞士蘇黎世聯邦理工學院(ETH)以《哈利波特》中小精靈名字命名的四腳行走機器人。或許在未來，它將為研究其他天體收集重要數據。
近年來，全世界對月球和火星的興趣與日俱增，無形中引發了一場激烈的競賽，許多國家和超級富豪都參與到這場角逐中，新技術以及經濟和地緣政治利益在這場競爭中發揮著重要作用。
此外，科學界對地質和氣候數據的興趣，以及對地球外的水和可能存在的生命的探索也是各國發展太空技術的重要推動力。許多前往月球和火星的計畫目前正在籌劃中或即將陸續公佈。
「在月球或火星上，往往最重要的地方是在隕石坑中，或是在非常險峻的地形中，這些地方可能岩石密布；也可能地勢陡峭，聯邦理工學院研究員阿姆說：」而這個行走 機器人的特徵正是擅長在這樣的地面上行動。 “
而沉重的漫遊車，車輪可能會卡在月球或火星凸凹不平的土地上。相較之下，這個50公斤重的行走機器人移動起來就靈活得多。
多比可以輕鬆地爬上濕滑的木板斜坡，如果滑倒了，它也會再試一次。阿姆笑著說：「但要讓這個機器人摔倒也不是那麼容易的事。」
人人為我，我為人人
再加上，一個團隊中有多個機器人會提高完成任務的機率。其中一些機器人負責完成普通工作；另一些則肩負各種特殊任務，例如繪製地圖、尋找特殊岩石、進行測量和分析。機器人學博士生阿姆說，多個機器人的團隊可以更快完成任務。
而且，如果團隊中的一個機器人出現了故障，它的隊友可以輕鬆接手它的任務繼續工作。在一個機器人團隊中，可以更簡單地排除故障。
這些機器人來自同一家公司，蘇黎世聯邦理工學院的一個衍生公司Anybotics。 它們已被用於各行各業，例如檢查鐵路基礎設施或化工廠的安全區。
2023年4月蘇黎世聯邦理工學院機器人系統實驗室的高級科學家亨德里克·科爾文巴赫(Hendrik Kolvenbach)帶領的研究小組與德國資訊科技研究中心(Research Centre for Information Technology)和瑞士其他合作夥伴研發 的一小批這樣的行走機器人，贏得了歐洲太空總署(ESA)的一個競賽。
為什麼石頭的背部底部更有意思
這場比賽的目標是在盧森堡的一個模擬月球極地背光環境的試驗場尋找和識別礦物質，該團隊的三個機器人通力合作，最終獲得了評審團的認可，這支瑞士-德國研究團隊贏得了 明年進一步開發該技術的資金。
科爾文巴赫說，有趣的是，所有成績好的研究小組都用的是行走機器人。
因此，這裡看到了一個趨勢，德國的研究機構，特別是德國航空航天中心(DLR)的研究機構也致力於讓多個機器人組隊共同工作。
蘇黎世聯邦理工學院團隊的下一步計畫是納入更多其他系統的機器人，帶輪機器人甚至飛行機器人也可以與行走的多比組成團隊，提高完成任務的勝算。
在蘇黎世，菲利普·阿姆正在示範讓這隻機器狗用腳移動一塊熔岩，讓我們了解多比在月球上能做些什麼。
由於太陽風對月球或火星表面的侵蝕非常大，因此石頭的底部對研究來說更有參考價值。因為底部不會暴露在強烈的宇宙輻射下，能夠提供更多有關礦物質組成情況的資訊，比直接觀察月球或火星表面更加精確。
來自多個學科的研究人員
蘇黎世聯邦理工學院的機器人系統實驗室所進行的是跨領域作業：經典機械工程、電腦科學、電子學和機器人學在這裡匯聚一堂。十幾個行走和帶輪機器人正在幾張長台上等待測試。科爾文巴赫說，他的團隊主要挑戰比較複雜地表環境，測試通常是在瑞士的一個採石場進行。
團隊還包括行星地球物理學家安娜·米特霍爾茨(Anna Mittelholz)，她專門研究三條腿的「太空跳躍者」機器人(Space Hopper)，目前她正在進行的是「月球跳躍者」( Lunar Leaper)項目。
她希望利用這種跳躍式機器人對月球上的一個洞進行勘察，這個洞被認為是地下熔岩隧道坍塌造成的，因此透過對它的研究可能找到許多與月球相關的知識。
這樣的研究結果可能為未來人類在月球基地上執行更長的任務提供有用資訊。
>> 您可以在我們的「太空發現」系列影片中找到有關該項目的更多資訊：
米特霍爾茨也認為機器人組成團隊有一個明顯優勢：「如果我們能在更大的範圍內進行測量；從不同的角度用不同的儀器接觸這個洞，就會方便得多。」她說。
這樣的機器人團隊在記錄航太作業時也有很多便利，因為它們可以互相拍攝，並在進行作業的同時將這些影片資料發回地球。
當然這些機器人在月球或火星上不是遙控工作的，而是要透過連網自主工作。 所以它們向地球發送無線電訊號的延遲時間可能是幾秒鐘(月球)和幾分鐘(火星)；機器人在太空中利用太陽能電池充電。
還有一些因素可能會影響遠離地球的機器人。阿姆說，由於沒有了大氣層，熱調節就困難得多。
此外，還必須考慮到較高的宇宙輻射對電子設備的影響，「在機器人活動的地方，灰塵、沙粒和和石頭非常非常多。」
機器人團隊的構想是一個長期項目
因此研發多比機器人的團隊在組裝新系統之前，先進行電腦模擬展示。畢竟，他們也要考慮預算的問題，一個機器人的價格與一輛豪華汽車不相上下。
實驗室主要透過國際和國內的科學研究基金來籌集資金，但也會參加競賽，例如去年贏得獎金的競賽。
對於機器人團隊項目，科研人員的計畫是一個長遠計畫。 阿姆說：「我們利用多比來測試10-20年後才會用得上的技術，因為它是一個相對龐大和複雜的系統。」
而那個更簡單的太空跳躍機器人可能會在5-10年後就在月球上跳來跳去，這個三條腿的小型機器人已經在所謂的拋物線飛行中通過了失重測試。
現在四條腿的多比已經示範了足夠的技能，它又趴了下去，懶洋洋地給電池充電–為下一次測試做準備。
(編輯：Sabrina Weiss，編譯自德文：楊煦冬/dh，繁體校對：方常均)
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