通过NASA的开放式ATV项目探索新世界

NASA的喷气推进实验室采用了火星全地形车设计,因此您可以在车库中创建类似的东西




我与NASA喷气推进实验室(JPL)的火星漫游者有特殊关系。 我真的很喜欢看寄居者的照片,用鼻子戳石头,我仍然想知道在失去与他联系之后,他是否能够绕过火星探路者着陆器。 在圣灵关闭后,我的心碎了, 机会继续激励着我,尽管在计划的任务结束后已经工作了很长时间,即使是沙尘暴威胁将其饿死。 特别是,我非常清楚地记得将好奇心从自动吊车降落到地面的想法是多么疯狂,以及我从实验室的新闻发布室观察到无故障运行的过程感到多么惊奇。

我并不是唯一一个认为JPL越野车非常好的人,许多其他越野车爱好者都对实验室提出了要求,要求他们制造一种可以在家里建造的小巧可爱的越野车。 JPL从事此工作已经有一段时间了,它刚刚宣布创建最终产品,作为开源全地形车项目的一部分 ,其口号是“所有人的太空机器人!”


JPL的开源ATV(Wok)

JPL的一种开源全地形车是由一个非常小的团队(两名实习生和项目负责人)开发的。 他们得到了经验丰富的实验室机器人工程师的帮助。 我们的目标是使产品物美价廉,因为以前的实验室教育项目ROV-E不仅非常受欢迎,而且非常昂贵-花费超过30,000美元。炒锅项目的目的是将成本降低至少一个数量级,保持设备的实用性,使其有吸引力且易于创建-所有这些都在短短10周内完成。

他们成功了-他们开发了一种方案,根据该方案,可以从商店中出售的可用零件和成品零件中组装机器人,价格仅为2500美元。 炒锅驱动系统是按照好奇心设计的,当六个独立的轮子可旋转地安装在可以克服障碍物的悬架上时。 前面的激光钻被可编程的屏幕代替了-很抱歉,但这是安全要求。 尽管该机器人没有内置的自主权,但实验室仍鼓励发烧友共同努力,以在设备和软件方面创造该机器人的其他功能。

JPL估计建造一个机器人大约需要200个工时,尽管电动工具总是会派上用场,但至少您只需要钻,dremel,烙铁,其他一些简单的工具,Linux和Python的基本介绍,甚至可能安全朋友-如果您之前从未做过这样的事情。 GitHub上发布的文档似乎非常全面,甚至组织了一个JPL专家回答问题的论坛。 我们设法采访了其中一位-JPL物联网团队负责人Mick Cox领导了炒锅的创建。

IEEE Spectrum :是什么促使您开发炒锅的? 该项目来自何处,参与JPL的人员在做什么?

米克·考克斯(Mick Cox) :炒锅部分基于名为ROV-E(带遥控功能的教育车辆)的JPL教育项目,该项目已进入博物馆,学校和各种活动,以提高人们对机器人技术和太空探索的兴趣。 人们不断问我们是否可以提出机器人的自组装方案,但是ROV-E有点复杂且昂贵。 我们想发布一款新的全地形车,一队高中生最多只能筹集到2500美元。 该项目是一种开源的全地形车。

我们希望通过发布全地形车的计划,我们可以通过制造自己的火星全地形车来激发新一代的工程师,机器人技术和科学家! 我领导了这个项目,但总的来说,我在JPL担任数据处理专家,并领导了物联网项目。 在十个星期中,我和两个学生开发,制造并记录了一辆全地形车。 其中一位(Eric Jankins)被实验室工作人员聘用,现在他为我们的机器人原型工作。 另一个(Olivia Lofaro)仍在研究中,现在在Google X中担任实习生。



描述全地形车方案的发展情况。 优先级是什么,最终版本与概念有何不同?

几乎没有严格的要求:
  • 类似于火星全地形车的悬架。
  • 6轮驱动和转弯转向[转角转向],与火星全地形车上使用的相似。
  • 由商店出售的成品或可以在3D打印机上打印的成品完全组装而成。
  • 成本不到2500美元。
  • 外观精美。

电路的第一个版本基于在3D打印机上打印的塑料管和接头。 在工程师对由这种材料制成的机器人的可靠性表示怀疑之后,我们将其删除。 第二种方案改为使用带有安装孔的铝型材,但支腿的几何形状不足以爬上障碍物。 最后的第三种方案降低了车身并优化了腿部的几何形状,这使全地形车能够征服更具侵略性的障碍物。 这三个迭代总共花费了大约6周的时间。

与其他面向学校的机器人项目相比,这一项目看起来非常艰巨。 如何将它呈现给没有任何机器人技术经验的学生,以说服他们他们可以应付?

我们的项目始终面向高中生及以上的学生,我们在编写非常详细的说明时记住了这一点。 在那里,详细描述了每个组装步骤,不仅描述了如何组装机器人,还详细说明了为什么要做出这样的工程决策。 列出了组装所需的每种技能(焊接,基本组装技能,查找电子设备中的错误),并且我们已经收集了Internet上教育材料的链接,我们认为这对于获取这些技能很有用。 此外,我们通过将机器人与几位以前没有机器人技术经验的学生组装在一起,对我们的文档进行了测试。 所有团队都应对大会。 这种全地形车应教授机器人技术的许多关键方面:机械工程,计算机辅助设计,制造,电气工程,程序开发。 合并听起来可能很吓人,但是机器人技术领域的许多现有项目不会立即在所有这些领域提供这种经验。



您认为人们在建造后会如何使用全地形车? 您能为他提出哪些有趣的升级?

我们希望人们能够扩展机器人的功能并将其传递给社区! 我们将感兴趣的是那些可以降低机器人成本,但又保留了相同的悬架和相同的驱动能力的改进。 此外,我们希望通过安装摄像头,加速度计,传感器和科学仪器,机械臂,太阳能电池板,新的控制方法以及您能想到的所有其他事物来增加机会!

对于组装了这种机器人之后想要在JPL中工作的学童,您有什么建议?

您能做的最好的事情就是继续做下去,练习,创造美好的事物! 我们非常希望看到世界各地出现了越来越多对机器人技术感兴趣的团队,并且很高兴进入这个领域的门槛已经降低了很多。 JPL有许多练习计划,尤其是在夏季。 我们一直在寻找新一代的研究人员和建造者。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN420945/


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