數世紀以來，北極一直是地球上最危險的探險地點之一。看似堅固的雪層下，可能隱藏著能夠在沒有警告的情況下吞噬人員、車輛和科學設備的冰水池。這些風險使得從極地收集數據的過程既緩慢又昂貴，且常常伴隨危險。現在，一款四足小型機器人有望改變這一現狀。這款由中國 DEEP Robotics 開發的自動化機器人 Lynx S10 的改良版，已成為首款在北極海冰浮冰上行走的四足平台。
它成功證明自動化機器將來可能在有限人類接觸的地方執行一些最危險的野外工作。「Lynx S10 使得自動路徑規劃和智能避障成為可能。」DEEP Robotics 團隊指出。這一成就的重要性不在於機器人在寒冷中存活，而在於它展示了緊湊的自動化系統能夠在即使是經驗豐富的研究人員也會極為謹慎的不可預測的冰雪和積水地形中導航。
Lynx S10 在北極環境中的性能表現
這次北極探險被設計為對 Lynx S10 的現實世界壓力測試，這款緊湊的四足機器人即使安裝了電池，其重量仍不足 20 公斤。與需要廣泛運輸和設置的較大型機器人平台不同，該機器可以由單人攜帶和部署。「其緊湊的體型使單人便攜和快速部署成為可能，提高了操作靈活性。」DEEP Robotics 團隊宣稱。儘管體型小巧，它配備了十六個精密關節，能夠靈活地彎曲、扭動，並在較大型機器人無法到達的空間中穿梭。
根據其創造者的説法，「配備了下一代人工智能運動控制和步態算法，Lynx S10 能夠執行各種極端動作。」例如，它可以在平地以最高 8 米/秒的速度行駛，攀爬高達 50 釐米的障礙物，並根據地形在輪式和腿式運動之間切換。在必要時，它甚至可以站起來以獲得額外的高度和視野。
為了自主運行，該機器依賴於先進的感知系統。四個配備高動態範圍鏡頭的超廣角攝像頭不斷監控其周圍環境，而前後 LiDAR 傳感器則生成詳細的三維地圖。這使得機器可以識別障礙物、規劃路徑，並在無需人類持續控制的情況下導航。它的堅固設計也使其能夠在惡劣環境中運行。標準平台的防塵防水等級為 IP66，能在從零下 20 到 55 度的温度範圍內運作，承載超過 8 公斤的載荷，並能在電池電量低時自動定位並前往充電站。
然而，北極冰層帶來的挑戰遠超機器人的原始設計規範。
改良設計提升 Lynx S10 的適應能力
因此，工程師在部署前對平台進行了改良。標準輪子被大型仿生爪所取代，這些爪子受到北極熊寬大腳掌的啟發。這些定製的爪子將機器的重量分佈在更大的表面上，有助於防止它下沉到柔軟的雪中。防滑紋理提高了在光滑表面上的抓地力，而集成的冰爪則在堅硬的冰面上提供額外的牽引力。機器的密封性也從 IP66 升級到 IP67，以提供更好的防水保護。研究人員還為冰水混合的環境引入了另一個不尋常的改動。
通過增加四肢的有效表面積，機器的腿部幾乎可以像槳一樣運作，幫助它在挑戰傳統輪式系統的泥濘條件下移動。
北極測試迅速顯示出這些改進的必要性。在幾個地點，雪層下隱藏著危險的融水池。機器遇到了外表穩定但實際上漂浮在隱藏水囊之上的地形。多虧了重新設計的爪子和牽引系統，它在穿越這些欺騙性表面的同時保持了穩定。在一次實驗中，它成功滑過一個看似堅固的冰面，但冰下卻隱藏著水。後續測試將機器推向冰水混合的地區，改良的四肢使其能夠在困難的地形中繼續移動。更重要的是，這並不是一個在受控條件下展示的完成商業產品。
這輛北極車輛仍然是一個 alpha 階段的原型。
該項目的更廣泛意義超越了單一的探險。環境研究人員和緊急救援人員經常需要在危險、偏遠或人類無法安全進入的地點工作。Lynx S10 「自信地應對灰塵、暴雨和潮濕/霧氣等挑戰性環境。」DEEP Robotics 的研究人員補充道。這款輕量級自動化機器人能夠跨越不穩定的冰面，並在冰水混合的環境中移動。因此，它可以幫助收集環境數據、監測氣候相關變化，並支持搜索和救援行動，而無需讓人員面對相同的風險。
研究人員目前正在利用此次任務收集的性能數據進一步改進設計。希望未來版本能夠更好地應對不可預測的自然環境。
項目 規格 重量 不足 20 公斤 防塵防水等級 IP67 最高速度 8 米/秒 攀爬高度 50 釐米 工作温度範圍 -20 至 55 度 載荷能力 超過 8 公斤
