在行星探索領(lǐng)域，傳統(tǒng)火星漫游車雖功不可沒，卻因體積大、重量沉、速度慢等局限，面臨新的挑戰(zhàn)。如今，瑞士和荷蘭的科研團(tuán)隊(duì)提出新思路——開發(fā)行走式火星機(jī)器人，有望為行星探索帶來(lái)變革。

火星漫游車一直是探索火星的主要工具，它們?yōu)槿祟惲私膺@顆紅色星球立下汗馬功勞，還發(fā)現(xiàn)了火星過(guò)去可能存在生命的誘人線索。然而，在火星多巖石和沙地的地形上，漫游車必須小心翼翼地移動(dòng)，速度緩慢。而且，火星與地球之間通信延遲以及數(shù)據(jù)傳輸限制，也影響了其任務(wù)執(zhí)行效率。面對(duì)這些問題，科研人員開始探索新的解決方案。

瑞士和荷蘭的研究人員經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期研究，將目光投向了行走式火星機(jī)器人。他們研發(fā)的這類機(jī)器人依靠四條腿在地形上移動(dòng)，相比火星漫游車，具有諸多優(yōu)勢(shì)。它們體積更小、重量更輕，速度更快，還能攜帶多組科學(xué)儀器。更重要的是，這些機(jī)器人具備半自主性，對(duì)地球上人類控制的依賴大幅減少。

研究團(tuán)隊(duì)測(cè)試了一款名為ANYmal的步行機(jī)器人原型。在測(cè)試中，這款機(jī)器人展現(xiàn)出了強(qiáng)大的能力。它可以攜帶小型科學(xué)儀器，前往火星或月球執(zhí)行探測(cè)任務(wù)。在面對(duì)感興趣的目標(biāo)時(shí)，它能逐一進(jìn)行調(diào)查，速度比目前的漫游車快很多。在火星上，這一特性將有助于加快尋找可能存在的生物特征，即古代火星生命的化學(xué)或其他跡象。

為了驗(yàn)證這款機(jī)器人的性能，研究團(tuán)隊(duì)在瑞士巴塞爾大學(xué)的火星實(shí)驗(yàn)室設(shè)施中進(jìn)行了測(cè)試。該實(shí)驗(yàn)室模擬了行星或月球的地形，包括巖石和月壤（細(xì)小的磨碎巖石或塵埃顆粒）。在這個(gè)模擬環(huán)境中，行走機(jī)器人原型利用其配備的MICRO（顯微成像儀）和拉曼儀器，對(duì)一塊巖石進(jìn)行了自主測(cè)量。機(jī)器人傳回的MICRO圖像示例，展示了3種不同月球模擬材料在可見光、紫外線和紅外線下的紋理，為科研人員提供了寶貴的數(shù)據(jù)。

在探索速度方面，步行機(jī)器人優(yōu)勢(shì)明顯。漫游車在危險(xiǎn)地形上需要緩慢且謹(jǐn)慎地移動(dòng)，通信延遲也使得地球上的任務(wù)科學(xué)家和工程師需提前規(guī)劃其行駛和其他操作。研究人員比較了行走機(jī)器人的兩種操作方式，一種是像操作漫游車那樣由科學(xué)家提供輸入的傳統(tǒng)方式，另一種是涉及多個(gè)科學(xué)目標(biāo)的半自主方式。研究結(jié)果表明，在行星表面任務(wù)中，由于無(wú)法實(shí)時(shí)控制機(jī)器人會(huì)顯著減慢探索速度，降低任務(wù)的科學(xué)回報(bào)，因此多目標(biāo)半自主探索方法是地質(zhì)調(diào)查的可行選擇。

雖然這類行走機(jī)器人執(zhí)行相同任務(wù)的速度可能仍不及人類，但相比漫游車，它們高效得多。它們可以填補(bǔ)當(dāng)前漫游車與未來(lái)人類探險(xiǎn)家之間的空白。盡管其配備的科學(xué)儀器需要比火星車上的更緊湊、更簡(jiǎn)單，但依然能夠提供大量有用數(shù)據(jù)，這得益于它們相對(duì)于火星車更強(qiáng)的靈活性。

相關(guān)研究成果發(fā)表在《空間技術(shù)前沿》上，為半自主、高效率的機(jī)器人探測(cè)系統(tǒng)的開發(fā)提供了寶貴見解，有望推動(dòng)未來(lái)火星任務(wù)和行星表面探測(cè)的發(fā)展。想象一下，未來(lái)看到機(jī)器人在火星上行走，而非用輪子漫游，甚至出現(xiàn)人形機(jī)器人，那將是多么奇妙的場(chǎng)景。