用一颗滚动的球探索月球:RoboBall如何攻克最险峻地形
传统月球车大多依靠轮子或腿行动,但得克萨斯农工大学的一支团队却选择了一条完全不同的路径。他们研发的RoboBall是一个直径1.8米、重150千克的充气球形机器人,仅靠滚动就能穿越各种复杂地貌,包括岩石、沙地和陡坡。
这种设计从根本上避免了侧翻风险,而侧翻正是传统探测器在险峻地形中常见的失效模式。
RoboBall的构想最早可追溯至2003年NASA内部的一个实验项目,由机器人专家Robert Ambrose主导。当Ambrose加入得克萨斯农工大学的机器人与自动化设计实验室后,该项目在校级资助下重启,陆续推出RoboBall II和RoboBall III两代原型。
RoboBall II直径约61厘米,外壳柔软,内部通过摆锤和电机实现推进。摆锤摆动带动球体滚动,调整摆锤角度即可改变方向。在测试中,它以最高时速32公里穿越草地、砾石、沙地甚至水面,展现出卓越的通过能力。
全尺寸版RoboBall III则装备了更实用的配置,可搭载传感器、摄像头和采样工具,并能自行充放气以调节牵引力。
今年2月,研究团队在得克萨斯州中部的采石场进行了实地测试。这个采石场距离月球37万公里,被团队想象成月球表面。RoboBall轻松碾过石块、碎石和湿黏土,验证了其在极端环境下的适应性。
RoboBall的设计核心在于攻克月球探测中的根本性难题——侧翻。传统的轮式或足式机器人在陡坡和松软月壤上一旦倾覆就可能任务终结,而球形结构彻底消除了这一隐患。
此外,封闭的球体还能保护内部精密元件免受尖锐岩石、磨蚀性月尘和剧烈温差的侵袭。月球光照区温度可超过93℃,而永久阴影区低至-240℃,这对电子设备构成严峻挑战。