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科学家研制机器蚂蚁为人类建设火星家园

来源:网络 编辑:小彩 更新:2026-09-01


机器蚂蚁
  据物理学家组织网报道,最近在火星上发现水和像地球土壤一样的土壤,不仅让人们大胆展开想象,猜想有一天人类也许能移民到这颗红色行星上。

然而,第一批火星居民也许并不是人类,而是一群微型机器人。

德国卡尔斯鲁厄大学的机器人学研究人员马尔科?齐曼斯基说:“可以利用能共同协作的小型机器人探索这颗行星。

现在我们知道火星上有水和尘埃,因此它们要为科学家建设住处等建筑物,只需要一些黏合剂。

”
  微型机器人通力合作
  一个由欧洲研究人员组成的科研组正在研发微型遥控机器人,这种机器人可协力完成不同的任务,就像白蚁、蚂蚁或蜜蜂共同寻找食物,建造巢穴和为了群体更好的发展协力合作一样。


  齐曼斯基是这个科研组的一名成员,这个科研组在欧盟资助的小型微操作智能自主机器人群(I-SWARM)项目中工作,他们制作了100个厘米大小的机器人,并在制造蚂蚁大小的微型机器人群体方面取得了重大进步。

从那时起几名研究人员就开始着手制作一大群能重新改装自己的机器人,并且它们还能自动装配成更大的机器人,以便执行不同任务。

他们通过“共生机器人(Symbrion)”项目和“复制(Replicator)”在继续各项工作。

这两个项目都受到欧盟第七期科研架构计划(Seventh Framework Programme)资助。


  可以通力合作的机器人在行星探索和殖民地化方面似乎有无数种可能的应用途径,它们可以根据自己面临的阻碍安排工作,改变它们的环境和群体需要。

齐曼斯基解释说:“机器人群体在需要高冗余的情况下更加有用。

如果一个机器人出现故障或者受到破坏,不会导致整个任务惨遭失败,因为另一个机器人会立即接管它的工作。

”
  这种机器人不仅在太空或深海环境中非常有用,而且在执行修复机器内部故障的工作,清理污染物或者进行试验和在人体内进行治疗时,也非常有效,这些只是科学家设想的一些有关微型机器人技术的应用方法。


  产生集体观感
  在真实环境中应用一群机器人,例如移居火星,还需要一些时日才能成为现实。

尽管如此,小型微操作智能自主机器人群项目组在制造非常类似于可编程蚂蚁的机器人方面已经取得很大进步。


  就像蚂蚁会观察附近的其他蚂蚁正在做什么,跟随一个特定个体,或者在身后留下化学踪迹,以便把信息传递给群体一样,小型微操作智能自主机器人群项目组的机器人彼此间能进行交流,并能感知它们的环境。

这种结果就是一种集体观感。

机器人利用红外线进行沟通,它们依次将信号发送给附近的另一个机器人,直到整个群体都得知这一消息。

例如,当一个机器人遇到障碍物时,它会给其他机器人发出求助信号,让其他机器人帮助它把障碍物搬开。


  该项目组称之为茉莉(Jasmine)的一群机器人利用轮子四处走动,这种机器人比一枚2欧元硬币稍大一些。

而小型微操作智能自主机器人群项目中最小的机器人,长度仅为3毫米,这种机器人通过震动四处移动。


  小型微操作智能自主机器人群项目的机器人,从一个微型太阳能电池吸收能量,而茉莉机器人则拥有一个电池。

齐曼斯基在指出该科研组遇到的其中一个挑战时说:“能量是个大问题。

任务越复杂,所需的能量也就越多。

必须举起(使用)性能强大的发动机的机器人,需要很多能量。

”处理能量是另一个问题。

该项目必须研发一种特殊运算法则来控制只有毫米大的机器人,在这个过程中,他们必须考虑到微型机器人随身携带的处理器的能力限制:它们的程序存储器仅有8000字节,随机存储器仅有2000字节,比大部分个人电脑的字节大约小100万倍。


  实验证明,这些微型机器人能进行互动,不过该项目的合伙人无法实现他们制造1000个最小的机器人,组成世界上有史以来最大的遥控机器人队伍的目标。

尽管如此,齐曼斯基仍相信该科研组很快就能生产大量微型机器人,他们可以像制造电脑芯片一样,制成柔性印制电路板后,将它折叠成需要的形状。

他说:“它们有点像微型手工折纸。

”大量生产可确保这种机器人的制造成本非常低。

这样研究人员就不用担心会有机器人在火星土壤中迷失方向了。

小型微操作智能自主机器人群项目的研究得到欧盟第六框架计划的资助。


日本发射火星卫星探测器 预计2031年返回地球

10月20日凌晨,日本航天探测器发射升空,将前往火星的卫星“火卫一”进行详细观测,并采样返回地球。

如果任务成功,这将是人类首次从火星及其卫星采集样本并带回地球进行实验室分析。

该项目名为“火星卫星探测”(MMX)的任务,由日本宇宙航空研究开发机构主导,探测器预计将于2027年8月抵达火卫一。

科学家希望借助该项任务,解开火星两颗卫星的形成之谜。

英国自然历史博物馆教授萨拉·拉奎尔是MMX任务样本分析团队的副负责人。

她表示,此前还没有任何航天项目成功从火卫一采集样本并将其带回地球。

“我认为,这是一项极具野心且充满乐趣的任务。

” 太阳系内侧只有三颗天然卫星:地球的卫星月球,以及火星的两颗卫星:火卫一和火卫二。

火星卫星的体积都很小,火卫一的直径约为20公里,火卫二的直径约为10公里。

外形也不规则,看起来有些像太空土豆。

MMX探测器将先对火卫二进行观测,随后把重点转向火卫一。

任务团队计划先投放一辆小型探测车来勘察地形,但这并非易事。

拉奎尔解释说,此前人类从未在体积如此小的卫星上成功部署探测车。

“火卫一自身的引力非常微弱,它紧邻引力强大的火星,火星的引力会增加探测车着陆的难度。

”她解释说。

完成地形勘察后,MMX探测器将确定在火卫一上着陆的地点,再利用机械臂和两套采样装置进行取样。

这些样本将被装入一个小型太空舱,该太空舱预计于2031年返回地球,降落在澳大利亚南部的伍默拉沙漠。

此次任务计划带回的样本总量仅10克。

“样本量实际上很小。

”英国莱斯特大学研究人员克里萨·阿夫德利杜称,“但即使是只有一颗微粒,也足以开展多项研究。

科学家不需要带回数公斤的材料才能进行科学分析,因此取得的每一克样本都物有所值。

” 科学家希望,这些样本能够最终解开火星两颗卫星的起源之谜。

学界目前主要存在两种假说。

一种观点认为,在火星形成初期,一颗小行星或其他天体撞击了火星,撞击产生的碎片最终形成了火卫一和火卫二。

另一种观点则认为,这两颗卫星原本来自太阳系外围的游荡小行星,后来被火星的引力捕获。

“当我们拿到样本后,我们将详细分析其化学成分和矿物组成,再将假设对应的样本特征存在明显差异。

”拉奎尔并表示,“应该很快就能判断……哪一种假说更符合实际情况。

我们很快就会得出结论。

” 研究团队还期待,这次任务能够带来一个额外的惊喜:样本中可能包含来自火星本身的物质。

“令人感到十分兴奋的是,火卫一距离火星表面非常近,当其他天体撞击火星时,撞击产生的部分微小颗粒可能会飞溅出来,并随着落在火卫一上。

”拉奎尔指出,“这意味着探测器采集的样本中可能不仅有火卫一自身的物质,还包含来自火星的颗粒。

这将为研究火星的物质组成和演化历史提供直接证据。

” 将火星物质带回地球,一直是行星科学领域的重要目标。

美国国家航空航天局(NASA)的“毅力号”火星车自2021年以来一直在火星表面开展探测,并将采集到的样本封存在专用容器中。

然而,由于美国会停止拨款,原计划由美国国家航空航天局和欧洲航天局联合实施的火星样本取回任务最终被取消。

与此同时,中国也正计划开展火星采样返回任务,航天器预计于2028年发射,力争在2031年将火星样本带回地球。

事实上,地球上已经存在一些来自火星的物质,它们以火星陨石的形式留存下来。

这些陨石原本属于火星,在小行星等天体撞击火星时被抛射到太空,随后飞向地球。

不过,火星陨石十分稀少,而且一旦抵达地球,就会受到地球环境的污染,与空气、尘埃、土壤和水发生接触。

因此科学家非常希望能获取到直接从火星及其卫星表面采集的样本,因为这些样本可以最大限度地保留其原始状态。

(本文来自张朝阳的英语课,更多国际新闻,欢迎关注搜狐视频关注流张朝阳的英语课)

日本发射火星卫星探测器,未来将尝试着陆并采样返回地球

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该探测器将对火星的卫星“火卫一”进行详细观测,并采样返回地球。

探测器将用约一年时间飞抵火星附近,进入环绕火星的“准卫星轨道”。

在环绕火星运行期间,探测器将对“火卫一”进行详细观测,调查“火卫一”上几十个地点的地形、化学组成等,并确定在“火卫一”上着陆的地点。

此后,探测器将尝试在“火卫一”着陆并采集10克以上的卫星表面砂子和岩石样本。

按计划,探测器将于2030年开始返程,并于2031年带着样本回到地球。

(剪辑 匡萍) 责编:曾梓民 一审:匡萍 二审:贺齐 三审:丁兴威 来源:三湘都市报

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