机器人如何在撒哈拉沙漠和南极洲完成重担

这两个项目目前已在建设中，它们将使人类免于在地球上最不适宜居住的两个环境中工作：撒哈拉沙漠和南极洲的南极。

撒哈拉沙漠上的建筑

德国斯图加特的弗劳恩霍夫制造、工程和自动化研究所正在开发一种机器人，用于在撒哈拉沙漠建造一个 2,270 平方英里的太阳能发电场。这台重达 100 吨的工业并联运动装置 (IPAnema) 类似于 NFL 比赛中悬停在球场上方的 Skycam：四座移动塔之间悬挂着 2,000 英尺长的聚乙烯电缆，悬挂着末端执行器，这是一个带有钳口的盒子，用于抓取太阳能反射器。IPAnema 将于 2015 年投入使用。

末端执行器：钢铝末端执行器专为抓取和提升而设计，可精确拾取和放置数千个重达 7 吨、长 40 英尺的太阳能反射器。然后将其放置在四个支撑塔之间 26,896 平方英尺的任意位置。

绞盘： IPAnema 的电动绞盘可快速卷绕和放开控制悬挂式末端执行器的八根缆绳。绞盘以近 3 英里/小时的速度沿所有三个轴旋转末端执行器，每根缆绳可支撑近 10,000 磅的重量。

力传感器：电缆两端均装有力传感器，与绞盘和悬挂的末端执行器相连。传感器可将绞盘电机的同步误差控制在两毫秒以内，并可在毫米以内跟踪末端执行器在空间中的移动。

支撑塔：机器人的框架系统（四个 36 英尺高的模块化钢塔）可自动排列在自动底座上。四个塔产生恒定的张力，以防止有效载荷摇晃，这将有助于防止在沙漠强风中发生事故。—作者：Arnie Cooper

穿越南极洲

今年冬天，美国国家科学基金会及其承包商之一雷神极地服务公司将燃料从其位于南极洲的沿海基地麦克默多站（美国主要的后勤枢纽）运送到 1,040 英里外的阿蒙森-斯科特南极站。一个世纪前，挪威探险家罗尔德·阿蒙森成为第一个到达南极的人。他使用雪橇犬和滑雪板；美国国家科学基金会和雷神公司很快将使用自动化卡特彼勒和凯斯拖拉机。这些机器人车辆将以每小时 5 到 12 英里的速度每天 24 小时缓慢穿越南极大陆，仅用一周半的时间就完成了阿蒙森花了近两个月完成的工作。

囊式燃料箱：每辆拖拉机至少运输十个 3,000 加仑的燃料囊，在 2,080 英里的往返行程中会消耗其中近两个。

领头车辆：车载计算机将确定最佳速度和方向，以最大程度提高燃油效率，并将信息传递给车队的其他车辆。算法确定物体的“威胁”，并据此重新规划牵引车的行驶路线。

双摄像头：两台摄像头相距约一英尺，可创建立体图像以区分一堆雪、一辆雪地摩托、一个人和一个敞开的裂缝。然后，摄像头测量物体或特征的距离。

ARS-300 雷达：该车辆使用雷达（与谷歌自动驾驶汽车上的雷达相同）来“看穿”风暴。尽管雷达无法像拖拉机的激光扫描仪那样准确地读取表面结构，但积雪会干扰激光。

** 激光扫描仪：** 拖拉机的激光扫描仪可锁定地形细节（最远可达 200 英尺），以创建地图，上传到计算机并用于导航。扫描仪还有助于避免拖拉机之间发生碰撞。 —作者：Andy Isaacson