無需等待人類指令，半自主探測機器人可大幅提升火星探測效率

IT之家 5 月 4 日消息，一款新型機器人有望以前所未有的速度探索火星，無需等待人類指令，就能掃描巖石、尋找生命存在的線索。

據IT之家了解，探索其他星球的地表是一項嚴謹且耗時的工作。在火星任務中，地球與探測機器人之間的通訊延遲可達 4 至 22 分鐘。有限的數據傳輸容量，也制約了雙向信息的收發體量。受這些難題限制，科學家必須提前很久規劃火星漫游車的作業任務。漫游車的設計以節能和規避風險為首要原則，因此在崎嶇地形上行進速度十分緩慢。多數情況下，它每天僅能行進數百米，這不僅限制了周邊地貌的勘測范圍，也難以廣泛采集各類地質樣本。

為突破這些局限，研究人員測試了一種全新方案。他們研發出一款半自主探測機器人，能夠自主往返多個探測目標點、采集數據，無需人類持續操控引導。

這款機器人無需在人類嚴密監控下只聚焦單一塊巖石，可自主奔赴多個點位，并在每個點位獨立完成探測分析。

研究結果表明，搭載小型精密儀器的機器人能夠大幅提升探測效率。該技術既能加快行星地表的資源勘探進度，也能助力搜尋生命特征信號（即生命存在的證據）。機器人依次對多個目標進行分析，可在更短時間內采集海量數據。

研究團隊旨在驗證：搭載一套相對簡易科學設備的機器人，在高速作業的同時，是否仍能產出具備科研價值的成果。研究證實，即便配置小型精簡儀器，機器人也足以完成核心科學任務，包括識別對天體生物學和資源勘探具有重要意義的巖石。

為驗證這套探測方案，研究人員采用四足機器人 ANYmal 開展試驗。機器人配備機械臂，搭載兩臺探測設備：顯微成像儀 MICRO，以及為歐洲空間局 - 歐洲太空資源創新中心太空資源挑戰賽研發的便攜式拉曼光譜儀。

該研究由蘇黎世聯邦理工學院機器人系統實驗室、蘇黎世聯邦理工學院航天部門、蘇黎世大學與伯爾尼大學聯合合作完成。

實驗在巴塞爾大學的“火星實驗室”設施內開展。該場地利用模擬巖石、風化層（即行星地表塵埃）材料及模擬光照環境，高度復刻行星地表條件。測試過程中，機器人自主駛向選定目標，通過機械臂精準定位探測儀器，并回傳圖像與光譜數據供科研分析。

這套探測系統成功識別出多種行星探測關鍵巖石類型，包括石膏、碳酸鹽巖、玄武巖、純橄欖巖和斜長巖。其中多種物質對未來深空探測任務意義重大。例如純橄欖巖（富含橄欖石與氧化物）、斜長巖（含鈣長石）等月球模擬巖石，以及金紅石等氧化物礦物，都可能蘊藏珍貴礦產資源。

研究人員對比了兩種探測模式：傳統模式由科學家操控機器人逐一探測單個目標；半自主模式由機器人依次自主探測多個目標。

兩者效率差距十分明顯：多目標自主探測任務僅需 12 至 23 分鐘即可完成，而同等規模的人工操控探測則耗時 41 分鐘。

在提速作業的同時，機器人仍保持極高的探測精準度。在一項測試中，它精準識別了所有選定探測目標。

該技術有望讓未來的地外探測任務覆蓋更大范圍的行星地表�？茖W家可先審閱機器人采集的海量數據，再篩選出值得深入精細研究的點位。

無需人類逐下發號施令，機器人便能在復雜地形中更靈活移動、快速掃描巖石、采集寶貴科研數據。這極大提升了地外科研探測的效率，也能讓科研人員專注研究最具研究價值的樣本。

本次研究證實，簡易小型儀器搭配自主機器人系統，依然能產出極具價值的科研成果。未來深空探測任務無需完全依賴大型復雜設備，可借助靈活敏捷的機器人快速勘測周邊環境，鎖定重點目標以供深度分析。

各國航天機構正籌備月球、火星及更遠天體的探測任務，此類半自主機器人將發揮重要作用。憑借耗時短、覆蓋范圍廣的優勢，它們既能支撐地外資源勘探工作，也能助力搜尋遠古生命存在的潛在痕跡。