ESA正在幫助來自蘇黎世的一群學生測試和開發他們的跳躍式探索機器人。該機器人被稱為SpaceBok，設計用于在月球或小行星等低重力體上運行。它基于“動態步行”的概念，這是地球上的動物使用的東西。

像精神，機遇和好奇心這樣的流浪者在探索火星方面做了很多工作。但那些輪式車輛有其局限性：有些地方是他們無法到達的。由于小型跳躍機器人MASCOT向我們展示了小行星Ryugu的表面，跳躍機器人可以提供一些東西。

來自蘇黎世機構的一群學生正在開發有史以來最先進的機器人探險家之一。SpaceBok是一款四足機器人，正在荷蘭ESA的ESTEC技術中心進行測試。整個想法的靈感來自登上月球的宇航員。

當宇航員抵達月球時，他們很快發現跳躍是一種自然的移動方式。低重力使其成為一種有效的推進方式，至少對于低質量的機體而言。

來自蘇黎世的學生團隊由來自蘇黎世聯邦理工學院機器人系統實驗室的博士生Hendrik Kolvenbach領導，他們已經在RobotBok工作了一段時間。他們的設計基于鹿和羚羊(Sprinbok)等動物以及它們在某些情況下如何快速移動。

“不是靜態行走，至少三條腿始終保持在地面上，動態行走允許完全飛行階段的步態，在此期間所有腿都離開地面，”Kolvenbach在新聞稿中說。

過去，建造這些類型的機器人是不可能的。但技術的進步正在使其發展成為可能。“由于它們的效率，動物利用動態步態，但直到最近，控制所需的計算能力和算法使得在機器人上實現它們具有挑戰性，”Kolvenbach說。

SpaceBok正在模擬月球引力中進行測試。設計師說SpaceBok可以在月球重力下跳到2米(6英尺)，但它需要一個反作用輪才能安全降落。

當宇航員降落在月球上時，跳躍是對那里低重力的本能反應。但對他們來說更容易; 我們人類有自然平衡。對于機器人來說，這種能力需要精心設計和內置，就像航天器一樣。

“宇航員在月球的六分之一重力下移動本能地采取跳躍。盡管這樣的高度提出了新的挑戰，但SpaceBok的月球重力可能會高達2米。一旦它離開地面，腿式機器人需要穩定自己再次安全下降 - 此時基本上表現得像一個迷你宇宙飛船，“團隊成員Alexander Dietsche說。

“所以我們所做的就是利用傳統衛星控制其方向的方法之一，稱為反作用輪。可以通過加速和減速來觸發SpaceBok本身的平等和相反的反應，“團隊成員Philip Arm解釋道。

即使人類和動物能夠自然地跳躍，像SpaceBok這樣的跳躍機器人確實具有一些優勢。它可以儲存能量。

“此外，SpaceBok的支腿采用彈簧在著陸時儲存能量并在起飛時釋放能量，大大減少了實現這些跳躍所需的能量，”另一位團隊成員Benjamin Sun補充道。

即使團隊認為SpaceBok可以在月球上跳到2米(6.5英尺)的高度，但他們還沒有。到目前為止，它們在模擬月球重力中達到了1.3(4.2英尺)米的高度。

荷蘭的測試設施允許團隊模擬不同的重力環境。在小行星上，機器人可以跳躍甚至超過2米，并且持續時間更長，但這需要更好的控制來執行安全著陸。

在測試過程中，SpaceBok連接到斜軌上。通過改變導軌的傾斜度，測試人員可以模擬不同的重力條件。圖片來源：蘇黎世聯邦理工學院/ ZHAW蘇黎世

另一個測試使用了一個非常平坦的表面，稱為Orbital Robotics Bench for Integrated Technology(ORBIT。)ORBIT可以在二維空間中測試SpaceBok。在該測試中，將機器人放置在其側面并連接到自由浮動的基座上。然后它在ORBIT上左右反彈，以模擬極小的重力小行星。

SpaceBok在ORBIT側面安裝。通過用腿支撐膠合板墻，可以模擬像小行星這樣的極低重力物體的性能。

SpaceBok的測試進展順利。但這是在實驗室條件下的所有平坦表面，系留測試。該團隊已經在ESA火星場的不平坦表面上進行了一些測試，但它需要更多的測試，必須跳過障礙物。其中一些最終將在戶外完成。