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美国举办行星地下探索挑战赛,机器人安装了15个3D打印部件

Sirius
2021-02-20 15:13:52

金属和碳纤维3D打印机制造商Markforged,正在帮助一个合作团队参与国防高级研究计划局(DARPA)的挑战赛。参赛团队需要开发完全自主的机器人系统,能够在行星探索过程中穿越洞穴等地下环境。

Markforged合作的参赛团队名为CoSTAR,由来自全球的60名工程师组成,分别属于美国宇航局喷气推进实验室(JPL)、麻省理工学院(MIT)、加州理工学院(Caltech)、韩国高等科学技术研究院(KAIST)和瑞典卢勒奥理工大学(LTR)。

CoSTAR与其他9个团队一起参加了这项为期三年的挑战,最终为实现月球、火星,甚至可能是其他星球的地下探测提供一个起点。

Markforged是CoSTAR的供应商和地下挑战赛的赞助商。他们的3D打印机使团队能够在整个比赛过程中,及时对自主机器人进行快速迭代和修复。

3D打印机器人
△CoSTAR团队的自主机器人(命名为Nebula),每个都有大约15个Markforged 3D打印的部件,图片来自Markforged

按需3D打印部件

地下挑战赛由三条赛道组成,分别是隧道赛道、城市赛道和洞穴赛道,以及一个决赛项目,这些赛道的地形和条件都大不相同。团队的自主机器人需要能够成功驾驭这些不同的场景,CoSTAR还需要对损坏的部件进行快速的现场维护,并快速迭代设计,不断改进机器人。

CoSTAR使用了波士顿动力公司的Spot机器人,同时需要快速设计和生产额外的部件,如支架和外壳,以确保能够完成比赛,最终他们决定用3D打印作为实现这一目标的工具。

3D打印技术

CoSTAR团队成员利用Markforged的3D打印机和Eiger软件为机器人生产出坚固而轻巧的功能部件,并发现3D打印的托架和支架实际上比铝制的同类产品性能更好。团队还使用Markforged打印机和连续碳纤维增强材料,为机器人的激光雷达传感器制作了一个3D打印的保护外壳。这台机器人名为Nebula,总共包含约15个3D打印部件。

CoSTAR团队带着一台Markforged 3D打印机参加了挑战赛的前两轮比赛,他们在前一天晚上将打印机架设在酒店房间里,并连夜打印出备用零件,以便第二天在现场使用。虽然3D打印的零件在挑战过程中受到了一些磕碰,但零件可以重复使用,没有出现任何故障。

3D打印机器人装配
△团队为他们的激光雷达传感器3D打印了一个笼子外壳,虽然受到了一些撞击,但从未损坏,图片来自Markforged

为行星地下探索铺平道路

DARPA地下挑战赛不仅仅是一场比赛,还可以为探索月球和火星的地下环境提供一条途径。团队希望未来能促进NASA JPL的这种性质的任务,以调查这些地外环境中生命的迹象和潜力。

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