火星四足机器人测试：自主采样预警危险，四足设计征服复杂地形

百科大全 2025年08月30日 01:31 1 admin

人类最终踏上火星时，身边可能会有一位四足伙伴——但它并非真正的犬类，而是一款专为采样和保护宇航员避免脚踝扭伤设计的四足机器人。凭借自主能力，它可独立运作，堪称“无绳行走的火星狗”。

俄勒冈州立大学、南加州大学、宾夕法尼亚大学和得克萨斯农工大学的科学家团队本月初在新墨西哥州白沙国家公园测试了这款未来火星机器狗原型。在为期五天的试验中，机器人需穿越模拟火星表面的松散不稳定土壤。此次测试距其两年前在俄勒冈州胡德山（地形类似月球）的实验进一步验证了技术可行性。

研究人员希望，两次沙漠测试的经验能助力机器狗以“独立伙伴”身份参与未来月球及火星任务，执行采样并预警不稳定区域。该项目恰如其名——LASSIE（Legged Autonomous Surface Science in Analog Environments，类地环境腿式自主表面科学）计划。

视频显示，名为“Spirit”的黑白小型机器狗踮脚走过广阔沙地，头部搭载多摄像头阵列，关节快速摆动扬起沙尘时发出类似皮克斯角色的高频 squeaking 声。测试中它还与稍大的四轮漫游车协同作业。俄勒冈州立大学机器人研究员Cristina Wilson表示：“我们致力于将四足机器人送上火星和月球，这是利用腿式机器人独特优势的下一个前沿。”

为何选择机器狗？

尽管火星已有轮式漫游车（如NASA的“旅居者号”“毅力号”及中国“祝融号”）和直升机，但四足机器人能抵达轮式与飞行设备无法触及的区域。其棍状腿具备地形适应与平衡能力，通过“本体感觉”感知地表纹理变化及足部接触状态，如同真狗避开烫地或崎岖地形，既能保护自身耐用性，又可作为安全侦察兵预警危险。

本月测试旨在收集数据优化自主算法，通过计算机视觉和机器学习实现“自适应采样”与独立探索，提升科研效率。南加州大学助理教授钱飞飞（Feifei Qian）称：“机器人打滑或陷雪等‘失败’，实则是推动技术突破的宝贵数据。”

新墨西哥：地球模拟火星场

白沙公园的石膏沙丘纹理松散，表层盐壳与微生物 crust 模拟火星环境，但火星-81°F的低温与测试时近百华氏度的酷热形成鲜明对比——团队需日出即开工以避免设备过热。有趣的是，Wilson的德国牧羊犬Howard在胡德山实验中展示的障碍导航能力，为机器狗算法优化提供了生物灵感。最终目标是打造名副其实的“太空版Lassie”。