蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院3D 打印三足跳躍機(jī)器人探索小行星

2022年6月24日，南極熊獲悉，蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的研究人員利用 3D 打印制造了一個(gè)機(jī)器人SpaceHopper ，這個(gè)機(jī)器人用于在外太空探索小行星。

這是一臺(tái)三足機(jī)器人，安裝了由碳纖維增強(qiáng)材料3D打印的肢體，既堅(jiān)固又超輕。雖然這還是一個(gè)設(shè)計(jì)原型，但設(shè)計(jì)者的目標(biāo)是未來能將他們的低重力運(yùn)動(dòng)平臺(tái)部署到小行星上，它可以幫助識(shí)別有價(jià)值的資源。

SpaceHopper 團(tuán)隊(duì)解釋說：“小行星是我們太陽系的基石。它們很豐富，將成為人類在太空中存在的關(guān)鍵資源。然而，小行星上面的環(huán)境充滿挑戰(zhàn)，需要新的、獨(dú)特的解決方案。我們?cè)O(shè)計(jì)的SpaceHopper 機(jī)器人或許能夠?qū)崿F(xiàn)，探索我們太陽系的未知部分。”

△“SpaceHopper”小行星探測(cè)機(jī)器人

制造一個(gè)太空彈跳機(jī)器人

9個(gè)月之前，SpaceHopper 的創(chuàng)造者開始著手設(shè)計(jì)制造這臺(tái)機(jī)器人，他們定位為一種探索工具，不僅能夠發(fā)現(xiàn)太空中有利可圖的資源，還能夠回答一些科學(xué)家最基本的問題。

機(jī)器人的跳躍機(jī)制將能夠在零重力條件下實(shí)現(xiàn)巨大飛躍，同時(shí)還能攜帶科學(xué)裝備并在需要時(shí)在更狹窄的空間中移動(dòng)。與之前的著陸器相比，SpaceHopper 提供更精確的著陸能力，以便能夠最大限度地減少?gòu)椞�并更好地保護(hù)有效載荷。

開發(fā)團(tuán)隊(duì)與3D打印公司Scheurer Swiss合作，使用增材制造技術(shù)來開發(fā)機(jī)器人的原型，能夠在減輕重量的同時(shí)使機(jī)器人的腿變薄，而不會(huì)降低其彈性。

Scheurer Swiss 圍繞最先進(jìn)的纖維復(fù)合材料技術(shù)和 3D 打印的專業(yè)知識(shí)，為重點(diǎn)項(xiàng)目的成功做出了貢獻(xiàn)。

△SpaceHopper 的輕量化腿

據(jù)說3D打印的三足機(jī)器人可以自動(dòng)扶正并能夠進(jìn)行受控著陸，還可以通過深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)進(jìn)行編程。SpaceHopper 的開發(fā)人員表示，使用這一技能組合，它可能是探索像谷神星和普賽克這樣的小行星的理想選擇，這些小行星分別以大量的水和重金屬為特征。
3D 打印是目前最現(xiàn)代的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)技術(shù)之一，它正在塑造制造業(yè)的未來，在產(chǎn)品開發(fā)中更具靈活性、創(chuàng)造力和成本效益。

△一種碳纖維增強(qiáng)的 3D 打印結(jié)構(gòu)，容納彈跳空間機(jī)器人的電子設(shè)備

探索空間：最后的前沿

隨著 3D 打印不斷發(fā)現(xiàn)新的航空航天應(yīng)用，它經(jīng)常被用來制造有助于西方航天機(jī)構(gòu)探索野心的設(shè)備。去年年底，洛克希德馬丁公司已經(jīng)開始使用MakerBot技術(shù)來3D 打印月球車的 ABS 部件。

同樣，Aerojet Rocketdyne開發(fā)了一種3D 打印的四推進(jìn)器，解鎖低成本的太空探索任務(wù)。據(jù)說該公司使用nTopology軟件將推進(jìn)器的一個(gè)關(guān)鍵元件的重量減少了 67%，從而更快、更可持續(xù)，并且制造成本降低了三分之二。

MX3D甚至使用3D打印技術(shù)為歐洲航天局(ESA) 的月球定居點(diǎn)原型建造了一種節(jié)省材料的3D 打印月球“骨骼地板” 。據(jù)說這種輕質(zhì)的 395 公斤網(wǎng)狀鋼結(jié)構(gòu)可以作為未來月球風(fēng)化層結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。