可以变身的机器人？NASA研究新型机器人来探索土卫六泰坦

新型变形机器人可以让我们接触到从未有人踏足的遥远世界——包括土星附近的土卫六。

根据NASA的“变形者(Shapeshifter)”概念计划，这种微型机器人能够以滚动、飞行、漂浮和游泳的方式移动。工程师们目前正在加州NASA喷气推进实验室的一个机器人测试场测试这个概念。

美国宇航局将这个原型描述为“一个精巧的装置，看起来就像一个无人机被装在一个拉长了的仓鼠轮子里”，但这无伤大雅，反正这个机器人又不是要参加选美。相反，这个设计的关键就是它可以分成多个组件，每个组件都是一个装备有螺旋桨的独立无人机。喷气推进实验室的最终计划是让这些机器人组成一个包含12个无人机的团队，而不仅仅只是简单地飞行和翻滚。

在Shapeshifter的设想中，几个被称为“合作机器人(cobots)”的自主机器人可以自我组装成更大的精密装置。如果有必要的话，cobot(每个装备一个小螺旋桨的无人机)还可以根据任务要求独立或一起移动。它们的功能可能包括游泳、洞穴探险、在球形表面飞行或滚动。

Shapeshifter是美国国家航空航天局创新先进概念计划资助的几个项目之一(该计划旨在测试在几十年后可能会对太空探索有用的先进想法)。根据美国宇航局的一份声明，虽然这些机器人可以被部署到太阳系内部的几个目的地，但喷气推进实验室的首席研究员阿里·阿格哈(Ali Agha)认为土卫六泰坦是最理想的目的地。

在太空探索历史上，只有一颗探测器着陆过泰坦，那就是欧洲的惠更斯号探测器，当初它搭载的是美国宇航局和欧洲航天局合作的史诗级太空任务——卡西尼号轨道任务。在2005年，惠更斯号执行了短暂的任务，加上卡西尼号在2004年到2017年之间进行的长期观测，科学家们了解到，泰坦是一个非常像地球的世界，而且两者相似程度还相当令人惊讶。在厚厚的橘色云层下，土卫六有着和地球一样的液体循环，但两者之间有一个关键的不同：和地球上的液态水不同，泰坦上流淌的是甲烷和乙烷。

关于泰坦，科学家们仍然有很多的问题想要了解，包括那些可以借助更多表面飞行器来进行研究的问题，例如：一些研究人员怀疑火星表面可能会有冰火山(这些冰火山喷发的是氨或者水，而不是岩浆);也许泰坦上还有一些卡西尼号无法在飞行周期观察到的小型洞穴。

Agha在声明中说：“关于泰坦表面的成分，我们只掌握了非常有限的信息。我们只知道泰坦可能存在岩石地形，甲烷湖和低温火山在，但我们并不确定。所以我们想过建造一个能够穿越不同地形、可以搭载火箭的小型紧凑多功能系统。”

Agha建议未来的任务可以携带一艘“母舰”到泰坦表面，为cobots提供动力，并携带额外的科学仪器独立完成工作。cobots甚至可能可以一起把着陆器从一个地方移到另一个地方。

美国宇航局加利福尼亚喷气推进实验室正在测试一种cobots原型。(图片来源：cobots)

Agha说，10个cobots就可以移动惠更斯号大小的着陆器(直径9英尺，或3米，349公斤)到不同的地方。泰坦的重力比地球更低，大气密度也比地球更大，这些特性使泰坦成为空中运输的理想世界，这将会为cobots在这个新世界里的探索提供巨大的帮助。

喷气推进实验室“变形者”项目的首席科学家杰森·霍夫加特纳(Jason Hofgartner)在同一份声明中：“通常情况下，最难到达的一些地方就是对科学来说最有趣的地方，因为它们可能是最年轻的地方，或者它们所在的区域并没有在轨道上得到很好地观察，变形者非凡的多功能性将会使我们能够进入所有这些具有科学价值的地方。”

变形者项目团队计划在2020年通过NIAC的第二阶段筛选申请更多的资金。然而，当这个团队为新一轮资金申请做准备时，NASA早就已经为泰坦的旋翼飞行着陆器任务做着艰苦的研发工作了，该任务是一架名为蜻蜓的无人机，旨在寻找生命踪迹，计划于2026年发射。