东北大学的学生设计了一个蛇机器人，可以帮助美国宇航局在月球上寻找水

去年11月，东北大学的学生机器人专家团队出现在加利福尼亚州的帕萨迪纳市，参加美国宇航局的“突破、创新和改变游戏规则的想法挑战赛”，评委们看了一眼他们的机器人，并提出了一些问题。

在看到该团队的蛇形机器人变形成六角形圈，并从50米高的山上滚下来而没有受到任何伤害后，他们只有赞扬。

“一位评委亲自告诉我，他实际上非常怀疑我们能否展示出任何有意义的机动性和能力，”他说此前他他是东北大学电气与计算机工程助理教授，也是该项目的指导教师。“在我们的演示之后，在我的学生们的演讲之后，他们都相信这是一条正确的道路。”

面对麻省理工学院和加州理工学院的竞争，东北大学的眼镜蛇陨石坑观察仿生滚动发音器在今年的比赛中获得了最高荣誉大创意挑战赛:阿尔忒弥斯奖。BIG Idea项目要求学生团队开发在极端地形中行驶的替代模式，并在整个过程中提供资金和支持。

在九个月的蛇形航天飞行器工作后，连团队成员都对机器人的表现印象深刻。更让他们兴奋的是，NASA和行业合作伙伴对COBRA产生了兴趣，他们渴望将东北大学的机器人送上月球。

COBRA能够通过蛇形侧弯在平坦的地面上移动，并转变成一个翻滚的循环，这使它成为探索难以导航的月球陨石坑的完美选择，科学家们怀疑这些陨石坑含有冰冻的水。通过确定冻结水沉积物的位置，COBRA可以为月球殖民．

Ramezani说:“你真的不能从远处使用月球轨道飞行器来检查冰水的含量。”“你实际上必须去那里做邻近性评估。机器人可以被用作探测器，作为一种自动车辆，可以从火山口滚落下来，进入低地地区，变成一个蛇形机器人，做一些侧身转弯，并评估这些火山口的冰水含量。”

在它的蛇形形态中，COBRA可以像蛇一样在沙滩上侧身移动，也可以呈螺旋形，以更稳定的方式滚下山坡。对于长而陡峭的山坡，比如月球上的环形山，机器人可以将头部和尾部连接起来，变成一个循环，可以吸收向下滚动的强大动量。

但这款机器人的改造性、仿生设计并非一直都在计划之中。研究小组研究了跳跃、行走和爬行的机器人，然后确定了一种甚至可以利用部分重力滚下月球陨石坑的机器人，使其在这个过程中更节能。但当涉及到穿越无数月球障碍时，滚动并没有帮助。这就是蛇形设计的由来。

“那里有陨石坑，有你可能无法跨越的大石头，所以我们想把它与一种不同类型的移动性结合起来，”团队领导说诺兰Smithwick说。“在这种情况下，我们选择了侧绕，因为这主要存在于蛇身上，它们在一个非常多孔的表面上行走，比如沙子，这就是月球表面的样子。”

对于NASA和私人太空探索公司来说，COBRA的轻量化设计也很关键。该机器人采用3D打印技术制造，重约20磅(9公斤)，而其他参赛机器人重达200磅。

史密斯维克说:“它非常轻，当你考虑到每公斤发射成本约为100万美元时，那么任何你能削减的成本都是非常划算的。”

现在东北大学的团队已经证明了COBRA可以采取一些行动，他们将专注于扩展机器人的传感器套件，以帮助它探测月球上的冰冻水。为该项目提供指导的东北大学博士生阿达什·萨拉加梅(Adarsh Salagame)说，通过添加传感器、雷达和红外摄像机，研究团队将“让机器人了解自己在周围环境中的位置，实际上能够更精确地控制自己”。

一个潜在的技术合作伙伴甚至为该团队提供了一个专门用于探测月球表面是否存在水的中子星光谱仪。

Salagame说:“这应该会让科学家们更好地了解在哪里更深入，在哪里观察，它给了我们一些信息，因为在像沙克尔顿陨石坑这样的地方，它是完全黑暗的。”“你不知道它是什么样子的，在地面上你没有任何信息。这为你决定下一步做什么提供了初步基础。”

回顾COBRA的成功之旅，该团队从未想到它会从东北大学跨学科科学与工程综合体的地板上走到寒冷的月球表面——但在今年的大创意挑战赛之后，这已经成为现实。

对于在过去九个月里夜以继日、无数个小时辛勤工作的学生们来说，这是他们在创作中付出的辛勤劳动和智慧的证明。

萨拉加梅说:“知道我们一直在做的事情实际上是有意义的，我们实际上可以创造一些有用的东西，而且可能在月球上工作，这真的很激励人。”