欧洲航天局的奥林匹斯机器人掌握微重力跳跃,助力行星探索

编辑者: Tetiana Martynovska 17

欧洲航天局(ESA)于2025年7月展示了其新型四足机器人“奥林匹斯”(Olympus),该机器人专为在低重力环境下进行行星探索而设计。这项突破性技术的演示在位于荷兰的欧洲航天局轨道机器人交互测试(ORBIT)设施进行,由挪威科技大学的博士研究员 Jørgen Anker Olsen 主导开发。奥林匹斯机器人凭借其独特的“双腿”设计,每条腿都包含带有弯曲关节和爪状脚的两个肢体,使其能够灵活移动并克服传统轮式探测器难以逾越的地形障碍。

在ORBIT设施的模拟微重力环境中,奥林匹斯机器人被放置在一个漂浮平台上,并成功完成了多次墙对墙的跳跃。每次跳跃后,机器人都能自主调整姿态,精准地四足着陆。ORBIT设施作为欧洲航天局技术中心(ESTEC)轨道机器人实验室(ORL)的一部分,其超平坦的地面和漂浮平台创造了一个近乎无摩擦的环境,有效模拟了火星等地的低重力条件。奥林匹斯机器人运用了基于试错学习的强化学习技术,使其能够在跳跃过程中自主控制姿态,适应动态变化的行星表面环境,并执行复杂的机动动作,而无需持续的人工干预。

奥林匹斯机器人的跳跃能力展示了腿式机器人在行星探索领域的重大进展。与传统的轮式探测器相比,腿式机器人能够跨越障碍,甚至能够探索火星熔岩管等对无人机或飞行探测器而言过于危险的地下结构。这种能力为人类探索其他行星崎岖不平的地形提供了新的可能性。Jørgen Anker Olsen 的研究表明,腿式机器人在低重力环境下,如火星(其重力约为地球的2.5倍),其跳跃能力将成为一项关键优势,能够实现比在地球上更高的跳跃高度。

强化学习在机器人自主导航和姿态控制方面的应用,为未来太空探索任务开辟了新的途径。例如,在2024年IEEE航空航天会议上,一项研究探讨了使用模型预测控制来优化跳跃飞行四足机器人的姿态控制。此外,欧洲航天局的轨道机器人实验室(ORBIT)作为测试机器人系统的重要平台,支持了包括奥林匹斯在内的多项前沿技术研发,为未来自主探索任务的进步做出了贡献。奥林匹斯机器人的成功演示预示着一种更具适应性和机动性的机器人探索新时代,有望从根本上改变我们对宇宙的认知和探索方式。

来源

  • Space.com

  • ESA - Four-legged robot’s first encounter with microgravity

  • ESA - Four-legged robot’s first encounter with microgravity

  • Olympus: A Jumping Quadruped for Planetary Exploration Utilizing Reinforcement Learning for In-Flight Attitude Control

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