自主机器人成群结队地挖掘月球资源

月球采矿营地

信贷:安娜内斯特洛娃

亚利桑那大学航天和采矿工程师正在绘制一个使用自主机器人群和新的挖掘技术来获取月球资源的计划。

随着科学家们开始更加认真地考虑在月球等天体上建造基地,太空采矿的想法越来越受欢迎。

毕竟,如果有人从洛杉矶搬到纽约去盖房子,那么在纽约买建筑材料要比在洛杉矶买建筑材料然后拖着它们走2800英里容易得多。考虑到地球和月球之间的距离大约是地球和月球的85倍,而且到达月球需要克服重力,利用月球现有资源是一个很有吸引力的想法。

由亚利桑那大学工程学院的研究人员领导的一个亚利桑那大学团队获得了500000美元的资助。">美国国家航空航天局为一个新项目提供资金,该项目旨在推进使用大量自主机器人的空间采矿方法。作为一所拉美裔服务机构,该大学有资格通过美国宇航局的少数民族大学研究和教育项目空间技术阿耳特弥斯研究倡议获得资助。

Jekan Thanga和Moe Momayez

亚利桑那大学工程学院的Jekan Thanga(右)和Moe Momayez获得了美国宇航局50万美元的资金,用于一个新项目,该项目旨在推进使用大量自主机器人的太空采矿方法。照片中,他们与一个低成本、快速设计、3d打印的月球车原型在一起,该月球车原型用于测试新一代微型传感器,用于月球采矿。来源:克里斯·理查兹/亚利桑那大学

采矿和地质工程部临时主管兼采矿和地质工程David&Edith Lowell主席Moe Momayez说:“站在一个新领域的前沿真是令人兴奋。”。“我记得小时候看过电视节目,比如《太空:1999》,这是一部关于月球基地的电视剧。2021年我们来到这里,我们正在谈论对月球的殖民。”

发射!

根据大碰撞假说,地球和月球来自一个共同的母体,所以科学家们预计它们的化学成分相对相似。开采月球表面会出现所需的稀土金属技术,如智能手机和医疗设备,用于钛合金、钛黄金等贵金属铂,氦- 3,一个稳定的氦同位素可以燃料核电站但是是地球上极为罕见。

矿井嵌入地球上的岩石中,矿工需要钻通过岩石,这是Momayez的专业之一。他开发了一种电化学过程,可以通过岩石钻取比任何其他方法快五倍。但月球挖掘呈现出新的挑战。

他说:“在地球上,我们有无限的能量用来破碎岩石。”。“在月球上,你必须更加保守。例如,要破碎岩石,我们需要大量的水,而这是我们在月球上所没有的。因此,我们需要新的工艺、新技术。地球上破碎岩石的最有效方法是通过爆破,而从来没有人在月球上进行过爆破。”

由心脏驱动的机器人群

对人类来说,找到从地球上的实验室空间开采月球材料的最佳方法是一项艰巨的任务。这就是自主机器人群发挥作用的地方。

航空航天和机械工程副教授杰坎·桑加(Jekan Thanga)正在采用他在实验室开发的一种神经形态学习体系结构技术,称为人类和可解释的自主机器人系统或心脏。该系统不仅可以训练机器人在采矿、挖掘甚至建筑任务中协同工作,还可以让机器人随着时间的推移提高协作技能。

该团队计划在地球上建造并训练机器人,这样它们就可以练习了。最终,研究人员设想了一群完全自主的机器人,它们不需要接受来自地球的指令来开采材料和建造简单的结构。

“从某种意义上说,我们就像农民。我们正在培养这些生物或整个生物家族的人才,以完成特定的任务,”唐加说。“通过这个过程,我们帮助完善这些人工生物,它们的工作就是完成采矿任务。”

该团队仍然认为人类是太空探索的重要组成部分,但这些机器人群可以让宇航员集中精力完成其他关键任务。

“这个想法是让机器人建造,让事情落下并做所有肮脏,无聊,危险的东西,所以宇航员可以做更有趣的东西,”凯纳说。

学生起着关键作用

莫马耶兹和桑加并不是唯一热情高涨的人。他们决定从事这项事业的原因之一是本科生对它非常感兴趣。

坦加说:“每次我走出教室,谈论太空探索,都会有一大批对采矿充满热情的学生。”“看到所有这些学生受到鼓舞参与进来,是一种巨大的动力。”

坦加的小行星实验室运营着一个由美国宇航局资助的本科生研究和教育项目,在这个项目中,学生要花一年的时间来领导他们自己的研究项目。在过去,参与该项目的学生曾在会议上展示他们的工作,并在期刊上发表论文。有了NASA的新资助,Momayez和Thanga打算在太空采矿项目中增加一个模块。学生们将在教室里、实验室里,甚至在该校学生经营的San Xavier矿场,学习自主机器人群和挖掘技术。

“他们可以在矿井里测试他们的机器人,他们可以挖掘,他们可以钻孔,他们可以爆破,”莫马耶兹说。“随着新的采矿和矿产资源学院的成立,我们希望吸引更多来自世界各地的学生参与采矿。”

2评论关于“自主机器人群挖掘月球资源”

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  2. 你可以做不代表你应该做。如果我们继续掠夺地球上的资源,我们最终会灭绝。

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