波士顿机器狗将比马斯克先登上火星?“恢复算法”加持跌倒了还能爬起来

估计就连天天做火星梦的马斯克都想不到,“狗”可能会比人更快一步,登陆火星。在12月14日在线举行的美国地球物理联盟(AGU)年会上,NASA和加州理工学院的研究人员进行了一次演示,介绍了他们的“火星犬”——Au Spot 。

这只名为 Au Spot 的狗是由波士顿动力公司(Boston Dynamics)制造的四条腿机器人探测器 Spot 的改进版。

据NASA介绍,它能够完成其他火星探测器,这种机器狗可以以典型轮式漫游车(如勇气号、机遇号、好奇号和最近推出的毅力号)永远无法做到的方式进行活动。

难道,机器狗要进攻炼狱般的火星了吗?先来看看这只犬的技术含量有多高!

火星上飞檐走壁,自主导航、3D绘制地图

火星的表面,崎岖不平,还有很多洞穴。

人类也派出多艘探测器,前去调查。

然而,传统的火星探测器大多只能在平坦的地表活动,而且是轮式的,但许多具有重大科学意义的火星区域通常地形崎岖,有的还在地表以下。

波士顿动力的小型机器狗Spot因其矫健灵活的身体素质,轻松穿越复杂地形的能力以及长达多个小时的续航时间,似乎很适合在火星探索。

用于探索火星的“火星犬”,从崎岖不平的表面到隐藏的洞穴

Au-Spot使用一系列由车载计算机处理的传感器扫描周围环境,60 多名科学家和工程师为它配备了网络传感器和软件,使用包括来自激光雷达(使用激光脉冲的遥感)、视觉、热和运动传感器的数据,“火星犬”能够以3D的方式,安全、自主地扫描、导航和绘制环境地图。

据介绍,一只“火星犬”由三个独立的单元组成:(Alpha-MD),装备有包括手臂在内的深部洞穴勘探有效载荷;两个(Tether-MD)配备了网络共享系统,其中一个单元带有MMRTG电源。(其中MD是Mars Dog的缩写)

科学家在AGU上表示,“火星犬”的敏捷性和弹性与传感器相结合,使它们能够避开障碍物,在多条路径之间进行选择,并为地球上的操作员构建地下隧道和洞穴的虚拟地图。

绕着岩石行走,潜入洞穴并选择路径,同时收集测量数据并绘制他们“看到”的地图,这可能为科学家检测地球以外的生命迹象提供新的机会。

长得小,跑得快,跌倒了还能爬起来!

每个“火星犬”都配备有传感器和可部署的通信节点,以促进实时的地下到地面数据传输。

与毅力号相比,“火星犬”轻巧,紧凑且移动迅速:体积为2.6%,质量为4.6%,比目前的火星车轻大约12倍;速度快38倍,在测试期间达到5公里/小时的行走速度。作为对比,好奇号探测器以每小时只能行进0.14公里。

研究团队正在对机器狗进行一系列障碍测试,在隧道、走廊中、上楼梯和坡道,以及模拟火星景观的室外场所中测试其性能。

在演示中,科学家表示,倒地并不意味着任务失败,使用恢复算法,机器狗可以在多次摔倒后自动恢复。

火星上的洞穴有着至关重要的研究意义,或许可以为未来的人类聚居地提供庇护所,阻挡紫外线辐射、极端寒冷和持续数周的严重沙尘暴,有的洞穴甚至大到足以被地球望远镜探测到。

这些洞穴可能还含有来自古代火星的生命证据,甚至为生活在地下深处的生物提供了避难所。

小身躯大用途:放羊、拉卡车、实时地图勘探、协助出警样样精通

此前,Spot已经被用于多个应用场景。

新西兰放羊

协助出警

马萨诸塞州警察局是美国第一个使用波士顿动力公司的Spot机器狗的执法机构。根据ACLU获得的文件,马萨诸塞州警察局拆弹小队从波士顿动力公司租借了Spot机器狗,租期三个月,从8月开始,一直持续到11月。

马萨诸塞州警察局与波士顿动力公司的合同被曝光

文件没有透露机器狗使用的确切细节,但州警察局的一位发言人说,与局内其他部门的机器人一样,Spot被用作“移动远程侦查设备”,为警察提供可疑装置的图像或有潜在危险的地点,例如携带武器的嫌疑犯可能藏身的地方。

Spot机器狗在马萨诸塞州警察的训练中打开了一扇门。这段简短的视频展示了如何在恐怖分子或人质情况下用机器人帮助人类摆脱伤害。

实时地图构建

很多危险或狭窄的场景下不适合人类工作,比如建筑工地、车间等,但是我们又想了解内部的情况,绘制室内地图。这时Spot就能派上用场了,Spot本身携带有摄像头、雷达、红外传感器、GPS定位系统等,还有超强的运动能力,可以绕过各种障碍,做实时地图构建不费吹灰之力。

马车夫

现代生活节奏快,年轻人都在为生活而奔波,能够陪伴老人的时间很少,很多老年人开始养宠物,这对活动方便的老人来说也是一种陪伴,但是宠物狗只能给老人精神上的慰藉,而Spot则能担起更多的责任。比如老人腿脚不便,Spot就当起了马车夫,老爷爷显得很是兴奋。

拉货车

并排站队的机器狗大军,拉货车的样子像极了雪橇犬在雪地奔跑拉人。从图中也可以看到,Spot们有组织、有纪律,能够完成任务的难度系数也要比雪橇犬们高得多。

硬件传感器和软件API都支持定制,SDK已开源

说到波士顿动力,最近,它第三次易主,被卖给了韩国现代。

此前,他们还开放代码,让粉丝们也可以用Python可以直接控制Spot。

波士顿动力开源了Spot的SDK,意味着你买了Spot之后,可以利用自己DIY它的功能,拥有自己的专用机器狗不是梦。

利用Python开发Spot功能

该开源项目还给出了SDK详细的使用指南,照着官方步骤就能实现Spot的简易开发了,跃跃欲试的朋友们赶紧去码一波代码吧!

据悉,NASA的“火星2020”火星车拟于明年夏季发射,并于2021年2月降落于火星的耶泽洛陨石坑内。

而在去年,当时的NASA局长表示美国计划在2033年将宇航员送上火星,并在火星上生存2年。

如果要顺利推进这一计划,那么对火星的提前探测就显得尤为重要。

参考链接:

https://futurism.com/the-byte/nasa-sending-boston-dynamics-robodog-mars

新智元
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