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& # 39; Mini Rover & # 39; peut osciller et ramper sur un terrain difficile sur d'autres planètes

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& # 39; Mini Rover & # 39; peut osciller et ramper sur un terrain difficile sur d'autres planètes

Mais le “ Mini Rover '', un modèle à échelle réduite imprimé en 3D d'un concept de rover de la NASA, construit et testé par des chercheurs du Georgia Institute of Technology, a un modèle de course qui lui permet de ramper et de conquérir avec succès un terrain difficile. .

Ses origines remontent à 2009, lorsque le rover Spirit de la NASA s'est retrouvé coincé dans une Terre molle sur Mars et n'a pas pu être déplacé. Il a été utilisé comme plate-forme scientifique fixe pendant trois mois jusqu'à ce que le rover cesse de communiquer en mars 2010. La mission a été officiellement terminée par la NASA en 2011.

Le sol à grains mous, connu sous le nom de régolithe, agit presque comme un liquide lorsqu'il est perturbé sur Mars, ce qui signifie qu'il s'y emprisonne plus facilement. (La lune a un sol similaire.)

Après la perte de Spirit, les ingénieurs du Johnson Space Center de la NASA à Houston ont construit le rover de mission Resource Prospector, ou RP15 rover.

Le concept comprenait un rover qui permettait de tourner la roue en conjonction avec un mouvement de levage et de balayage à travers les jambes du rover. Mais la mission elle-même a été annulée en 2018.

Soutenus par la NASA National Robotics Initiative et le Army Research Office, les chercheurs de Georgia Tech ont suggéré de construire et de tester une version miniature du rover en plastique imprimé en 3D. Ils ont appelé ce petit RP15 à petite échelle le Mini Rover.

"Notre objectif de conception était de reproduire la fonctionnalité du lecteur RP-15 sur un robot miniaturisé que nous pourrions utiliser dans notre banc d'essai instrumenté", a déclaré Siddharth Shrivastava, auteur de l'étude et étudiant de premier cycle à la George W. Woodruff School of Mechanical en Géorgie. Technologie. Engineering, dans un e-mail à CNN.

Bien que le robot ne soit pas une réplique exacte du plus gros rover, qui a des moteurs encapsulés dans le diamètre de la roue et un rapport puissance / poids plus élevé, l'équipe de Georgia Tech a pu imiter les mouvements de levage, de balayage et de rotation des roues. Ces mouvements étaient la clé de leurs tests. Leur modèle, construit avec leurs propres imprimantes 3D, possède des pieds à quatre roues alimentés par 12 moteurs.

Le Mini Rover était basé sur un plus grand modèle de rover de la NASA.

Après l'assemblage du robot à Georgia Tech, il était temps de tester le Mini Rover sur des lits de graines de pavot plats et en pente. Bien qu'elles ne soient pas exactement analogues aux surfaces que ces prédateurs peuvent rencontrer sur d'autres planètes, les graines de 1 millimètre ont certaines caractéristiques qui les rendent adaptées aux expériences.

"Les graines de pavot sont un granulé très utile pour les expériences de laboratoire avec des robots", a déclaré Andras Karsai, co-auteur de l'étude et doctorant à la Georgia Tech School of Physics, dans un courriel à CNN.

"Ils sont suffisamment mous pour s'écraser en toute sécurité entre les articulations mobiles du robot lorsqu'ils sont coincés et ne produisent pas de poussière nocive."

Essais de propulsion

Les chercheurs ont commencé Mini Rover avec les mêmes tests de mouvement de la démarche que le RP15 avait subis au Johnson Space Center, et ont également exploré les amplitudes de mouvement que seul le plus petit rover pouvait effectuer en raison de sa petite taille.

Lorsque seules les roues ont été activées, le robot a glissé sur les graines de pavot et s'est effondré. Lorsque le mouvement de balayage des jambes robotisées a été ajouté, le Mini Rover a pu utiliser cette méthode de mouvement unique pour pagayer les graines de pavot alors qu'elles se déplaçaient de manière imprévisible. Cela a empêché le rover de couler en créant des tas de graines avec l'avantage de grimper dessus.

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Ce mouvement de torsion, de balayage et de levage a créé un mouvement de ramper réussi pour le voleur même lorsqu'un de ses membres a été délibérément mis KO. Cette exploration a été appelée «pédale de rotateur arrière» par les chercheurs.

"Lorsque des matériaux en vrac coulent, cela peut créer des problèmes pour les robots qui les traversent", a déclaré Dan Goldman, coauteur et professeur Dunn Family à la School of Physics du Georgia Institute of Technology, dans un communiqué.

Le Mini Rover a été testé sur un lit de graines de pavot.

"Ce rover a suffisamment de degrés de liberté pour sortir assez bien des blocages. En avalant le matériau des roues avant, il crée une pente douce et locale pour les roues arrière qui n'est pas aussi raide que la pente réelle."

La levée, le balayage ou le patinage des roues séparés gênaient le rover. Mais la combinaison des trois a donné le plus d'efficacité et une résistance réduite.

"Ce fut une expérience élégante avec des résultats clairs: la combinaison des trois systèmes était nécessaire", a déclaré Shrivastava.

La même chose était vraie pour l'inclinaison du lit de semence pour simuler le rover escaladant des collines planétaires escarpées.

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Le rover a réussi à gravir la colline lorsque ses roues avant ont appelé les graines de pavot et ont poussé vers les roues arrière, et les roues arrière se sont déplacées d'avant en arrière dans un mouvement de palette d'un côté à l'autre. Cela a créé une pente plus petite pour que les roues arrière puissent grimper.

"La perturbation des supports granulaires est en fait la clé des performances du robot", a déclaré Karsai. "En déplaçant continuellement le support granulaire avec ses roues, le robot forme un fluide de friction localisé à travers lequel il peut effectivement" ramper ".

"Sur les surfaces en pente, cette agitation aide également l'avalanche des médias dans les collines locales que le robot mobile peut déposer. En bref, l'approche" robophysique "a conduit à de nombreux résultats surprenants, que nous n'aurions pas pu prédire par juste modeler. "

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En général, le voleur pouvait monter la colline. Mais un robot avec seulement des mouvements de roue tournante serait coincé.

Ces tests ont également été effectués au Johnson Space Center avec le rover RP15 pleine grandeur roulant sur un lit de sable plat et humide, et ils ont obtenu les mêmes résultats que le Mini Rover.

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À l'avenir, les ingénieurs veulent tester le RP15 et le Mini Rover plus gros sur des pentes plus raides avec différents sols et terrains pour tester plus de fonctionnalités. Ils veulent également ajouter une détection locale du terrain, ce qui peut aider le rover à détecter son environnement. Shrivastava est également curieux d'explorer la descente.

Les possibilités démontrées dans l'étude pourraient être utilisées pour informer la conception de prédateurs de nouvelle génération qui pourraient visiter des zones jusque-là inexplorées telles que les pôles lunaires ou même des endroits difficiles sur Terre, ont déclaré les chercheurs.

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"Les travaux décrits dans cet article soutiennent la conception de rover pour accéder à des sols escarpés et mous, où des échantillons et des matériaux scientifiquement intéressants peuvent exister", Robert Ambrose, co-auteur et chef de division des logiciels, robotique et simulation du Johnson Space Center de la NASA.

& # 39; Pour explorer la lune, c'est-à-dire conduire dans des cratères sombres et des zones ombragées en permanence par les pôles de la lune. Pour Mars, cela peut signifier de travailler dans du sable mou et d'autres dépôts dangereux pour les voleurs. & # 39;

"Personnellement, j'aimerais voir ces stratégies s'adapter en dehors du laboratoire au sein de groupes d'ingénierie qui développent des plates-formes de propulsion pour la Lune, Mars et au-delà", a déclaré Shrivastava. "Hormis les lanceurs de notre genre, je crois que la propulsion extraterrestre robuste sera le fondement des futurs établissements humains en dehors de notre planète."

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