面对复杂的勘探地形和更小的运动空间，NASA 的科学家进行创新，将着陆器和流动站设计得更轻型化且可折叠。在加州的帕萨迪纳 NASA 喷气推进实验室，工程师一直尝试尽可能将更小的机器人载入更小的空间。近日他们展示了最新的作品 PUFFER──一个平面折叠浏览器机器人。在需要的时候，它可以折叠成它近于平面形状进行移动，然后在空间充足的地方又可回复形状，以此来实现到达一般机器人不可达到的地方。
这样一来，就可以将很多个 PUFFER 机器人打包装进火星车一次性将它们送到火星或任何地方，并且它可以进入传统大体积的流动车进不了的地方，它既可以沿沙丘爬行，也可以在火山口峭壁上攀行，还可以探索空间较小的小角落。
这也带来了其他潜在可能性，当可同时发射几个机器人进入工作地时，这意味着可以考虑设定几台机器合作的可能性，甚至可以让机器人在范围内相互“帮助”进行科学探测和工作。
令人激动的是，PUFFER 将可把过去几年看到最酷的机器人研究带入实际应用领域。之前谈论的折纸机器人等大多停留在抽象阶段，想像它们在某种程度上有助于救灾或勘探，但未进入实际应用层面。NASA 喷气推进实验室正在思考如何用 PUFFER 技术在地球之外的真实世界中做一些有用的事。
专案负责人 Jaakko Karras 曾是加州大学伯克莱分校的 Biomimetic Millisystems 实验室研究生，PUFFER 最初来自他进入 NASA 喷气推进实验室后为可折叠机器人设计的智慧复合微架构，他发现这些技术可以用在一些小型行星飞行器上，之后实验室与 Ron Fearing 团队合作完成 PUFFER 机器人的大部分设计。
Jaakko Karras 表示，可折叠设计在可靠性和耐用性方面会带来的好处和挑战。PUFFER 折叠底盘具有很大的弹性和合规性，它可以使机器人从高处摔落却保持完好，车轮通常是下落时第一个接触点，可折叠变形的轮子相比普通轮子更能缓冲避震，有更强的耐撞击性。设计面临的最大挑战之一就是弯曲铰链的耐久性，这些弯曲铰链需要由薄而柔软的材料制成，但会容易产生撕裂和疲劳引起的裂纹；连线机箱不同部分的弯曲铰链上铜迹线，也必须采取预防措施以确保它们能够满足期望的折叠展开次数。针对此，团队将符合标准且耐撕裂的折叠式弯曲物制作材料 Nomex 织物层层压到刚性柔性 PCB 上，并将其用做挠曲材料。
根据具体的工作概念，PUFFER 的大小可以自行改变。在需要承载更大的仪器、更多的电池或太阳能电池板来得到更多能量供给，或地形需要较大车轮进行离地间隙移动时，可以用更大 PUFFER 的大小；当然当工作需要缩小 PUFFER 体积时它也可变小。柔性 PCB 底盘可实现较容易的延伸以适应广泛的场域。
目前 PUFFER 的原型是针对火星地形设计的，该团队正在最佳化这些类别表面的车轮设计。最近，团队添加微型特征到 PUFFER 的车轮（灵感来自各种攀爬机器人），并且在与更多通用车轮设计相结合的情况下，其火星模拟测试地形的倾斜效能也提高。由于 PUFFER 将针对具体工作自订，因此最佳化目标地形的移动功能是有意义的。对于目前的计划，团队表示将在拥有 PUFFER 原型硬件的基础上开始研究自主软件，使中国太空站能排程和协调丛集机器人协同工作。
（本文由 36Kr 授权转载；首图来源：NASA JPL）
延伸阅读：
- ESA 斯基亚帕雷利登陆器将于 10/19 登陆火星
- 反向火箭过早关闭，执行 ExoMars 任务的火星登陆器恐凶多吉少
