“Robot giống rắn này sẽ giúp chúng ta khám phá độ sâu của các thế giới băng giá như Europa”

Trong những năm gần đây, các mặt trăng băng giá như Europa hay Enceladus đã nổi lên như một trong những nơi có nhiều khả năng là nơi chứa sự sống ngoài hành tinh nhất trong hệ mặt trời của chúng ta. Bên dưới bề mặt đóng băng, những mặt trăng này chứa nước ở dạng lỏng — và ở đâu có nước, ở đó có thể có sự sống. Nhưng làm thế nào để bạn khám phá thế giới hiếu khách đó? Câu trả lời có thể là lướt ở dạng robot như một con lươn.

Thời gian để gửi tín hiệu vô tuyến đến Sao Hỏa từ Trái đất là khoảng 5 đến 20 phút, tùy thuộc vào vị trí của hành tinh vào thời điểm đó. May mắn thay, điều đó có thể được quản lý đối với xe tự hành hoặc tàu đổ bộ lên sao Hỏa. Tuy nhiên, một khi chúng ta hạ cánh một nhà thám hiểm rô-bốt lên một hành tinh khác xa hơn, điều đó sẽ trở nên khó khăn hơn. Vì độ trễ này, robot phải tự suy nghĩ hoàn toàn.

Giờ đây, Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực (JPL) của NASA đã tạo ra một robot rất linh hoạt không chỉ với khả năng tự suy nghĩ mà còn đi qua các bức tường sông băng và đại dương băng giá.

lươn

Được đặt tên là EELS cho Exobiology Extant Life Surveyor, nhà thám hiểm giống rắn được truyền cảm hứng từ việc tìm kiếm sự sống trong các đại dương ẩn dưới lớp vỏ băng giá của mặt trăng Enceladus của Sao Thổ. Robot được chế tạo để điều hướng và tính toán rủi ro một cách tự động mà không cần đầu vào của con người. Nó cũng có thể tìm kiếm các khu vực như cát và băng gợn sóng, vách đá, miệng núi lửa, ống dung nham ngầm và các khoang mê cung trong sông băng.

“Nó có khả năng đi tới những địa điểm mà các robot khác không thể tới. Mặc dù một số rô-bốt hoạt động tốt hơn ở loại địa hình này hay loại địa hình khác, nhưng ý tưởng về EELS là khả năng làm được tất cả,” Matthew Robinson, giám đốc dự án EELS từ JPL cho biết. “Khi bạn đến một nơi mà bạn không biết mình sẽ tìm thấy gì, bạn muốn gửi một robot đa năng, nhận thức được rủi ro sẵn sàng cho sự không chắc chắn — và có thể tự đưa ra quyết định.”

EELS, nặng khoảng 220 pound và dài 13 feet, bao gồm 10 đoạn giống hệt nhau xoay bằng ren vít cho bộ đẩy, ly hợp và kẹp. Nhóm đã thử nhiều loại vít khác nhau, từ vít nhựa in 3D có đường kính 8 inch để thử nghiệm ở những khu vực lỏng lẻo hơn cho đến vít kim loại đen hẹp hơn, sắc nét hơn cho băng.

“Hãy tưởng tượng một chiếc ô tô tự lái, nhưng không có biển báo dừng, không có tín hiệu giao thông, thậm chí không có đường. Robot phải tìm ra đường đi và cố gắng đi theo nó,” Rohan Thakker, trưởng bộ phận tự chủ của dự án cho biết. “Sau đó, nó phải đi xuống 100 feet và không rơi.”

Để điều hướng, rô bốt tạo bản đồ 3D về môi trường xung quanh bằng cách sử dụng bốn cặp camera âm thanh nổi và nắp đậy — tương tự như cách máy hút bụi điều hướng bên trong ngôi nhà của bạn. Các thuật toán tìm ra con đường an toàn nhất về phía trước bằng cách sử dụng dữ liệu từ các cảm biến. Rô-bốt cuối cùng sẽ chứa 48 bộ truyền động, giúp nó có thể linh hoạt thực hiện nhiều cấu hình.

Nhóm EELS đã tiến hành các thử nghiệm thực địa hàng tháng kể từ năm 2020 và tinh chỉnh phần cứng cũng như phần mềm cho phép robot hoạt động tự chủ. Sự phát triển của EELS khác với tàu vũ trụ truyền thống, với nhiều chu kỳ thử nghiệm và hiệu chỉnh nhanh chóng. Rover được thiết kế để tự động phát hiện môi trường của nó, tính toán rủi ro, di chuyển và thu thập dữ liệu bằng một công cụ khoa học chưa được xác định. Khi có sự cố xảy ra, mục tiêu là để robot tự phục hồi mà không cần sự trợ giúp của con người.

Vào tháng 9, nhóm EELS sẽ kiểm tra khả năng di chuyển dưới bề mặt của robot trên Sông băng Athabasca ở Rockies Canada, một mặt trăng tương tự cho các mặt trăng băng giá trong hệ mặt trời của chúng ta. Nhóm sẽ thả một bộ cảm biến nhỏ để theo dõi các đặc tính hóa học và vật lý của sông băng mà EELS cuối cùng sẽ có thể triển khai đến các địa điểm ở xa.

Robinson cho biết: “Cho đến nay, trọng tâm của chúng tôi là khả năng tự hành và tính di động, nhưng cuối cùng chúng tôi sẽ xem xét các công cụ khoa học mà chúng tôi có thể tích hợp với EELS. “Các nhà khoa học cho chúng tôi biết nơi họ muốn đến, điều họ thích thú nhất và chúng tôi sẽ cung cấp một robot đưa họ đến đó. Làm sao? Giống như một công ty khởi nghiệp, chúng tôi chỉ cần xây dựng nó.”