太空探索的小爪爪

類別: 新奇

太空探索的小爪爪
在NASA有一個小5年計劃,準備發射一枚帶有機械臂的太空飛行器到一個小行星上。計劃中,當這枚飛行器著陸在小行星上之後,會尋找一些石頭,通過機械臂拾取這些真貴的太空石頭,帶回地球來讓我們搞研究。這是一項艱鉅的任務,我們也是剛剛打聽到相關的小道訊息。

本週初,我們就在NASA馬里蘭州Greenbelt的戈達德太空飛行中心(Goddard Space Flight Center)參觀了一些計劃用於2020年左右進行飛行任務的機械臂,這些原型系統能夠抓取一些巨型石頭。我們猜測這與之前聽說的小行星重定向任務( Asteroid Redirect Mission)有關。

下面這幅圖就描述了他們的飛行器是如何抓起一些巨型岩石的:
太空探索的小爪爪

而其中那些長條,帶有關節的機械臂了麼?就是我們在NASA的戈達德看到了下面這些正在研發的原型系統。
太空探索的小爪爪

我們看到這些裝置的時候他們還是摺疊的,那個連線在右邊的大一圈的是一個類似肩部的機械臂,左邊是一個小關節臂。這樣看來還無法分辨大小,看看這個。
太空探索的小爪爪

雖然看起來都很酷,不過今天要討論的重點在下面,這是一個專門設計用來捕獲大型石頭的機械爪。
太空探索的小爪爪

這種基於微型針狀設計的抓取系統(gripping system )包含有多個趾頭,每個趾頭有包含一大簇靈活的金屬針腳構成的三個小爪子。
太空探索的小爪爪

這這機械臂上總計有約2000枚獨立小型針。同時每3個小爪子都是獨立進行彎曲操控的,它非常適合抓取表面粗糙的物體。在抓去的過程中,並不需要每個爪子都完美受力,只需其中一部分對被抓取物體施加力,就能夠抓起這些東西來,因為這些外太空環境本身的重力就很微弱。
太空探索的小爪爪

機械臂在抓取物體時,只需要靠上目標,然後調整類似腳趾頭的針腳方向,就能夠使針腳嵌入到目標物體的粗糙表面,從而施加里的作用。需要釋放時,電纜鬆開,針腳也相應的鬆開,物體受到自身微重力,脫落。
太空探索的小爪爪

目前這個原型也可能不是最終的版本,他們可能會針對針腳的結構和佈局進行調整,設計針對不同形狀目標的機械爪佈局。

而這種微型針腳陣列夾持器設計最早是2006年 Sangbae Kim (現在MIT的研究獵豹機器人)提交給ICRA的spinybot文件中出現。他們大概是想設計一種放生攀爬系統。而這種Spinybot的靈感又可以追溯到2004年史丹佛的獵豹機器人(Cheetah robot)。這種使用大量獨立的小刺自適應的去貼合不規則表面的設計是首次利用在太空探索。

NASA在看到他們的設計文件之後,覺得這個創意非常不錯,於是就著力於將這種設計用於太空探索設計。

[鄰家乖蜀黍 via ieee]

太空探索的小爪爪原文請看這裡

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