3D 打印機製作的無需電池的風能機器人探索嚴酷環境

一款新型低成本的 3D 打印機器人被設計用來在惡劣環境中僅依靠風力進行移動。這個原型機器人名為 WANDER-bot,可能為地球及其他行星的長期探索提供可持續的解決方案,克服對電池的需求。英國克蘭菲爾德大學的研究人員開發了這款機器人。無論是在沙漠、極地冰蓋還是其他行星的表面,這款機器人都能在風力穩定且條件極端的環境中生存。克蘭菲爾德大學的太空工程講師 Dr. Saurabh Upadhyay 表示,WANDER-bot 是朝向低成本、可修復、自給自足的機器人邁出的第一步,這些機器人能夠探索當前人類難以到達的環境,如其他行星或地球上不適合人類長時間停留的地方。

WANDER-bot 擁有完全 3D 打印的模組化設計,便於現場維修,減少了對昂貴補給任務的需求。此外,這款機器人的運動是通過機械結合兩種技術來驅動的。它結合了 Savonius 風力發電機和著名的 Jansen 連桿,這是藝術家 Theo Jansen 在其著名的 Strandbeesten 中使用的多足機制。WANDER-bot 的美在於其簡單性。在人跡罕至的地區,高科技系統往往過於複雜,難以修復。這種設計結構確保機器人可以在任何地方製造和維護,即使是在最偏遠或外星的環境中。

目前,大多數太空硬件的維修難度極高。如果在月球上某個齒輪斷裂,無法直接呼叫維修工。然而,WANDER-bot 完全是 3D 打印的。由於設計故意簡單,宇航員或偏遠站點可以在現場打印替換零件。這種即時打印的理念可能會結束昂貴且耗時的補給任務。如果在火星的沙塵暴中一條腿斷了,任務並不會結束,探索者只需按下打印鍵即可。

在大多數機器人設計中,移動大約消耗電池壽命的 20%。WANDER-bot 通過機械驅動其腿部,完全消除了這種耗電,這樣任何機載電子設備,例如相機或傳感器,可以自由運行在更小、更輕的電源包上。此外,WANDER-bot 通過利用風力,顯著提高了其在長期測繪任務中的效率。更重要的是,這款機器人避免了太陽能電池板或核發電機等技術中不可避免的性能衰退,確保了在現場的更長操作壽命。

Upadhyay 說,機器人探索面臨許多挑戰。電池容量限制了範圍,而技術複雜性限制了在極少人類居住的環境中維修的能力,因為在惡劣條件下製造或維護的能力受到限制。儘管仍然是一個低技術成熟度的原型,WANDER-bot 在歐洲太空總署的 ASTRA 2025 會議上吸引了眾多目光。該原型機器人作為無需電池的風驅動移動的概念驗證,實現了不需充電的持續運行。團隊的下一個挑戰是教會這款機器人如何轉向。未來版本將增強其靈活性,以應對 jagged polar ice 或外國沙漠的流動沙丘。


Henderson
Henderson 主要擔任「炒稿記者」的職責,以翻譯最新科技,手機 電動車等消息為每天的工作。