三足小行星跳跃机器人通过了零重力飞机飞行测试

有一天，一个三条腿的机器人可能会在小行星表面跳跃，寻找有价值的矿物。这个被称为 SpaceHopper 的机器人最近在一次零重力飞行中接受了测试。“太空跳跃者（SpaceHopper）”计划于两年半前作为瑞士苏黎世联邦理工大学的一个学生研究项目首次启动。

它旨在解决有效探索小行星和卫星等低重力天体的挑战。这样的天体不仅可能含有稀土金属等急需的物质，还可以帮助科学家更好地了解宇宙的形成。

目前，SpaceHopper机器人由一个三角形的航空铝制机身组成，每个角都有一个铰接腿。这三条腿依次有一个膝盖和一个髋关节 —— 两个马达通过差动驱动机制移动髋部，另一个马达移动膝盖。

基于深度学习的机载软件控制双腿的组合运动，使机器人能够执行一系列特定功能。这些功能包括启动跳跃，在飞行中保持机器人身体的正确方向，以及在预定位置执行控制着陆。

当跳跃时，所有九个腿部马达一起工作，将太空跳跃装置发射到离小行星表面很高的地方。当机器人随后飞行时，它通过根据需要选择性地伸展或收缩腿来移动其重心，以保持其直立方向。在着陆时，它的腿会弯曲以吸收冲击，并防止机器人摔倒。

这些功能的初步测试是在苏黎世联邦理工学院的实验室进行的，在那里，机器人被连接到一个配重和一个旋转的框架上，以模拟矮行星谷神星的低重力条件。

然而，去年年底，学生团队的成员们携带SpaceHopper进行了一次由欧洲航天局和法国Novespace公司主办的Air Zero G抛物线飞行。在这种飞行中，一架空客A310客机以一系列向上和向下的弧线飞行，在飞行过程中，飞机内部会产生短暂的失重状态。

在2023年的飞行中，机器人多次从飞机地板上跳起来（朝着一个特定的方向），并在升空后保持正确的方向。

值得注意的是，苏黎世联邦理工学院的一个团队此前开发了一种四条腿的小行星跳跃机器人，名为SpaceBok。与那种设计相比，SpaceHopper的三条腿布局旨在减小尺寸和重量。事实上，机器人的总重量为5.2公斤（11.5磅），可以想象的是，它可以被携带到小型无人立方体卫星飞船中并从其上展开。