美国国家航空航天局(NASA)艾姆斯研究中心最新在《科学-机器人》上发布报告,宣布成功研发一种自组装机器人,将太空基础设施建设和应急救援等领域推向新的高度。这一机器人采用可自我编程的超材料机械,具备在各种应用场景中自我重新配置组装的潜力,为未来的太空探索和建设提供了新的可能性。

传统上,人们一直希望利用多功能可编程材料来建设太空基础设施,进行灾难救援等任务。然而,其可扩展性和机械性能一直是面临的挑战。NASA艾姆斯研究中心的这一自组装机器人技术通过创新的建筑单元和机器人之间的巧妙协同,取得了重大突破。
每个建筑单元都是一个立方八面体,包含6个由碳纤维增强聚合物注射成型的正方形表面。这些建筑单元由运输机器人运送到指定位置,然后由固定机器人在结构表面滑动并收紧连接点,形成坚固、轻质的晶格结构。优点在于,机器人沿着晶格结构表面运动,不需要强大的传感系统,通过编程算法就能实现尺寸和复杂性的扩展,从而自动化组装和重新配置大型结构。
该自组装机器人的晶格结构表现出超轻的质量密度和高强度、高刚度,为太空或其他极端环境中的建筑提供了理想的解决方案。Christine Gregg表示:“我们认为这种建筑技术在太空或其他星体上都可以广泛应用,其强大的自主性和轻量级结构非常适应严酷的环境。”
论文作者Kenneth Cheung指出,这些建筑单元可以利用在月球或其他星体上发现的材料就地制造,为未来的太空建设提供更为可持续的解决方案。在研究中,机器人仅用4.2天的时间制造了256个建筑单元,并成功组装成一个可通行的结构。
目前,机器人使用电池供电,未来有望利用现场其他电源自动充电,甚至无线传输电力。实验室计划进一步研发速度更快、更可靠的机器人,并尝试将不同功能的建筑单元集成到晶格结构中,推动这一技术的进一步发展。