【原创】什么样的机器人可探索小行星
文章来源：《IEEE Spectrum》
翻译：机器人大讲堂（施亚楠，汤信雅）
去年8月，斯坦福大学、JPL（美国喷气推进实验所）和麻省理工学院发布了一个针对小行星探测车的新奇想法。使用内部交感轮翻转它带有球状不平表层的立方体形外壳，而无需安装机器腿、轮子、火箭发动机；或使用力场、牵引光束等。美国航空航天局已经为这个项目提供了技术准备资金。几个月前，我们有机会参观了这个机器人的最新的模型，当时我们非常兴奋地看到，它是这样一个装备齐全、即可使用的模型：刺猬——就如同它的名字一样，都有其高度集成的核心移动硬件，并通过了抛物线飞行微重力测试。
机器人“刺猬”存在的目的是探索重力微弱的天体，像小行星、彗星和小卫星等。在那里，你的重量只相当于一个回形针，打个喷嚏你就能达到其逃逸速度，从离地一米高的地方自由落体更需要超过2分钟的时间。探索这样星球是非常困难的，因为微重力过于微弱，任何使用轮状物体的尝试都极有可能带来无效的滑动，或者让机器人摔得底朝天。机器腿无法工作的原因是它们需要重力来帮助固定自己。
而“刺猬”的形状构成和运动原理使其独一无二。首先是形状构成：作为一个立方体，它是完全对称的，没有固定朝上的一面。这意味着，如果它在一个小行星上弹跳前进，它不需要担心以一个特定的角度着陆：无论如何反弹、滚动，停下来之后哪一面向上都行。
在这种情况下，它迫使机器人的身体跟着它的轮子一起绕着同一个轴旋转，但是，在相反的方向，又利用等比例的速度翻转自身直到停止。动力很小时，机器人可以轻轻扭转或改变它依靠的方向；动力很大时，它能猛烈翻转身上的每一个部分。除了在失重情况下之外，但是因为它所需的能量太小了以至于效率都显得不那么重要了。
刺猬机器人能在低重力情况下做很多令人吃惊的事情。在非常低的重力情况下，飞轮旋转的惯性力能驱使机器人运动，如果转速足够慢，它便没有足够的力量来克服机器人的惯性和摩擦而停下来。
有几件事情值得注意。首先，你可以听到飞轮的旋转和刹车的声音，这是非常酷的。同样，你也可以看到，无论是牵引力和方向性控制，尖刺有多重要。即使在微重力条件下，机器人也拥有非常精细的控制水平，它很容易扩展到任何重力的情况下，使这一设计非常有效。最后的“龙卷风”逃生机制很酷，而且可以用来避免机器人不慎落入陨石坑和灰岩坑。
一个或多个刺猬机器人将被用于把通讯从母舰接回地球，并有可能用于定位。母舰不会有那么大，那么昂贵，如果可以把刺猬附在一个已有任务的前往火星的宇宙飞船上面，那么整个任务就会变得相对省钱一些。
本文为机器人大讲堂原创团队撰写
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