在莫哈維沙漠沙灘上與太空機器人競賽

隨著美國國家航空暨太空總署 (NASA) 計畫在2030年代將人類送往火星，殖民這顆紅色星球似乎比以往任何時候都更可行。這個太空機構已經開始進行為期一年的模擬任務，以更好地了解在火星生活會對人類產生什麼影響。

由於火星的氣氛稀薄、輻射水平高以及有磨蝕性的灰塵，人類需要住在特殊的居所中，並使用機器人來執行戶外任務。

為了激勵下一代工程師和科學家開發太空機器人，IEEE在加州的盧瑟恩谷舉辦了首屆Robopalooza，這是一場有機器人示範的遠端競賽，於11月舉行。這項比賽預計將成為每年的活動。

比賽和示範活動與加州理工學院 (Caltech) 的IEEE遠端會議同時舉行。這些活動由IEEE遠端會議組織，這是一個IEEE未來方向計畫，旨在推進遠端技術，幫助重新定義人們的生活和工作方式。

來自全球的七個團隊遠端操作一台名為Helelani的探測車，通過一個受“奪旗”遊戲啟發的障礙賽道。這輛318公斤的車輛由夏威夷大學希洛校區的太空探索系統太平洋國際太空中心 (PISCES) 提供。用時最少的團隊獲得了5000美元的獎金，這個旗幟位於400米長賽道中間的一個小山丘上。

開發太空機器人的公司和大學實驗室向300多名與會者展示了他們的一些創作，包括當地的中學學生。

今年的會議和比賽預定於9月8日至10日在荷蘭萊頓舉行。

為什麼人類需要在火星上使用機器人

科幻小說作家早在宇航員登陸月球之前就探討了人類在其他星球生活的想法。這仍然是許多受歡迎的系列作品的主題，包括《沙丘》、《紅色崛起》和《星際大戰》，其主要角色不僅僅生活在遙遠的星系中。保羅·阿特雷德斯 (Paul Atreides)、達羅·奧利科斯 (Darrow O’Lykos) 和盧克·天行者 (Luke Skywalker) 都是在類似火星的沙漠星球上成長或生活。

在紅色星球上定居並不容易。在將人類送往火星之前，機器人需要先建造住房。火星的氣氛中95%是二氧化碳。如果沒有適當的防護，輻射會在幾個月內殺死那裡的人類居民。此外，根據NASA的說法，火星上覆蓋著細小的灰塵顆粒；吸入這些尖銳的碎片可能會損害肺部。

一旦人類住進機器人建造的居所，他們需要使用機器人來完成戶外任務，例如地質研究、建築維護和水資源開採。

太空船也無法避免火星的危險。稀薄的氣氛使得探測車難以著陸，因為幾乎沒有空氣阻力來減緩它們的下降。火星的輻射水平是地球的50倍，會逐漸損壞探測車的抗侵蝕塗層、電子系統和其他部件。磨蝕性的灰塵也會損害太空船。

如今的探測車行駛緩慢，平均在平坦表面上的速度約為每小時150米，部分原因是地球與火星之間的通訊延遲為20到40分鐘，羅伯特·穆勒 (Robert Mueller) 說，他是這次遠端競賽的組織者。而且，探測車的成本也很高：NASA最新的探測車“毅力號” (Perseverance) 設計和建造的成本約為17億美元。

在沙漠中賽機器人

在選擇Robopalooza的地點時，穆勒發現加州的莫哈維沙漠，擁有丘陵和柔軟的沙子，與火星的地形非常相似。穆勒是IEEE的成員，也是NASA甘迺迪太空中心的高級技術專家和首席研究員，該中心位於佛羅里達州的卡納維爾角附近。

參賽團隊來自澳大利亞、智利和美國。

安裝在Helelani探測車上的攝影機將其視角實時傳送到參賽者的電腦上，讓他們可以遠端操控這輛車。路線的終點位於彼特曼山的頂部。團隊們試圖讓探測車繞過沿途隨機放置的14個交通錐。如果探測車碰到一個錐，團隊的最終時間會增加10秒。如果團隊無法讓探測車繞過一個錐，則會增加20秒。

來自北達科他大學、SK Godelius、澳大利亞阿德萊德大學、阿拉巴馬州塔斯卡盧薩的阿拉巴馬大學、維吉尼亞州立大學和西澳大利亞遠端操作 (WARO32) 的七個團隊進行了遠端競賽。加州州立理工大學波莫納校區的團隊則在現場從拖車中參賽。

WARO32以20分鐘10秒的成績獲勝，且沒有任何罰分。

“獲勝的團隊來自澳大利亞的珀斯，距離比賽地點有14800公里。他們是距離探測車最遠的團隊，”穆勒說。“這展示了遠端技術在地球上是可行的，並且在許多任務中具有巨大的潛力，例如遠端醫療、遠端機械操作和商業及企業溝通。”

赫克托 (Hector)，一個月球著陸器，穿著幼兒尺寸的克羅克斯鞋，以提供牠的抓地力和平衡。

中學生體驗太空機器人

在IEEE的機器人示範中，包括Honeybee、Cislune和Neurospace等機器人公司的代表展示了他們的一些創作。這些創作包括一個從岩石土壤中提取水的機器人、一個月球土壤挖掘機和一個可以適應不同地形的貨運車輛。

穆勒邀請附近的老師帶學生參加IEEE活動。超過300名小學、中學和高中學生參加了活動。

他們有機會看到頂尖的機器人公司展示他們的機器，並與赫克托 (Hector) 互動，這是一個由南加州大學的兩位博士生創造的雙足月球著陸器。

穆勒說：“許多學生和其他與會者在觀看機器人在莫哈維沙漠中比賽時，對機器人和遠端技術的潛力感到啟發。IEEE遠端計畫計畫將這項比賽變成每年的活動，將在全球各地的極端條件下進行，模擬外星行星的表面。”