Generel

Engineering Future Mars Rovers: Top 3 Rovers fra University Rover Challenge 2018


Det er det ukendte nysgerrighed, der får menneskeheden til at udforske ukendte grænser. Uroen af ​​uvidenhed tvinger både opdagelsesrejsende og nysgerrige sind til at udvikle menneskeheden gennem nye opdagelser. En stor del af jorden er blevet udforsket, og mens der stadig er nogle ukendte, tror mange, at det næste kæmpe spring for menneskeheden er udforskningen af ​​Mars.

Mennesker er bestemt til Mars, og når astronauter tager det første interplanetariske spring, vil de utvivlsomt ledsages af en Mars-rover. Det vil markere en hidtil uset rejse, der er afgørende for kontinuiteten i den menneskelige race - og forberedelserne er allerede i gang. Men i øjeblikket er teknologien til at få mennesker til Mars stadig ikke fuldt udviklet; derfor hvorfor University Rover Challenge (URC) blev oprettet.

URC udfordrer universitetsstudenters nysgerrige sind til at designe, bygge og teste en Mars-rover over en række opgaver og mål på det vanskelige Mars-lignende terræn, der ligger i en ørken i Utah, USA. Siden konkurrencens debut i 2006 har Mars Society - vært for arrangementet - været vært for årlige konkurrencer hver sommer siden 2007.

“Den internationale robotkonkurrence for universitetsstuderende, som er en del af Mars Society's Rover Challenge Series, indeholdt et elitefelt af hold, der kæmpede for at opbygge verdens bedste studerende-designede Mars Rover. En rekord 95 hold fra 12 lande deltog i URC2018. Efter en streng to-trins ned-udvælgelsesproces blev 36 hold inviteret til feltkonkurrencen ved MDRS. 35 hold fra ti lande ankom med deres rovere klar til de spændende udfordringer i Utah-ørkenen. ” fortæller URC.

Nu, mere end et årti senere, deltager snesevis af hold fra hele verden hvert år i konkurrencen om at opbygge verdens bedste Mars Rover. Hundredvis af studerende mødes årligt i ørkenen i Utah i USA. I år deltog 35 hold og mere end 500 studerende fra ti lande i URC.

University Rover Challenge

I sit tolvte år af Mars Rover-konkurrencer pålagde URC konkurrenterne de samme fire opgaver, der blev set før i tidligere år. Hold skal gennemføre en række opgaver, der er tidsindstillet og scoret baseret på præstation. Hvert år bliver opgaverne imidlertid vanskeligere, da hold mestrer forskellige udfordringer. De fire opgaver, som hver rover skal udføre, omfatter en videnskabsmission, leveringsmission, en udstyrsservicemission og en autonom rejsemission.

Videnskabsmission

En af de vigtigste missioner ved Mars-udforskning er at undersøge Mars-landet for potentielle livsformer, der muligvis allerede eksisterer, og udforske andre regioner for at understøtte en fremtidig kolonis liv. Gennemførelsen af ​​opgaven kræver, at hver rover tager borede jordprøver og undersøger dens sammensætning for at afgøre, om den var vært for livet, og for at finde bevis for strømmende vand.

Leveringsmission

Den næste mission, som roverne foretager i URC, inkluderer leveringsmissionen. Rovers skal krydse en række udfordrende terræn med stigende vanskeligheder, mens de udfører forskellige opgaver.

Leveringsmissionen i 2018 omfattede levering af en værktøjskasse og vandflaske til en astronaut samt afhentning og levering af en bestemt sten valgt af dommerne. Mens det kræver minimale niveauer af fingerfærdighed, er missionen i stedet at teste ydeevnen for rovere over en række ujævnt terræn.

Udstyr servicering mission

Udstyrsservicemissionen i URC kræver omhyggelig præcision for at udføre en række leveringsopgaver over vanskeligt terræn. Hvert år ser de opgaver, der skal udføres i servicemissionen, mest ændring, da de opdateres for at matche færdighedsniveauet og skubbe til konkurrencens konvolut.

Tidligere opgaver i 2017 krævede, at rovere trak en vogn fyldt med en tom brændstofdåse, hvor de skulle fylde brændstoftanken, bytte regulatoren på gasflaskerne og starte generatoren ved at trykke på en lille knap.

Andre opgaver i servicebenet af udfordringen har inkluderet oppustning af et kunstigt habitat med luft samt rengøring af solpaneler. Opgaven er specielt designet til at kræve behændig manipulation af robotarme og udføre opgaver, der let udføres af mennesker, men er udfordrende at udføre med robotter.

Autonom rejsemission

Efter at have gennemført de første dele af udfordringen, står hold over for den sværeste udfordring i konkurrencen - den autonome rejsemission. Rovers skal styres autonomt over vanskeligt terræn og øges med vanskeligheder, når udfordringen skrider frem.

De sværeste dele af banen er skjult for holdets synspunkt, og enhver menneskelig indblanding straffes hårdt. Banen snor sig gennem stejlt terræn, over stenhaver og gennem tykt og undertiden vådt sand. Robotterne skal udelukkende navigere til en destination baseret løst på geografiske beskrivelser, ikke GPS-koordinater.

Det er en vigtig opgave designet til at inkorporere autonomicitet - en bydende forudsætning, hvis robotten skal overleve øjeblikke, hvor den er uden for teleoperationsområdet.

Hver opgave scorer og tilføjes - holdet med den højeste score vinder.

Top 3 2018 URC Rovers

University Rover Competition konkurrenceevne vokser stejlere for hvert år der går. Der har været mange vindere i løbet af det sidste årti, men sidste år presterede roverne langt bedre end nogensinde. I år tog PCz Rover-teamet fra Czestochowa University of Technology førstepladsen efterfulgt af Mars Rover Design Team, der var vært for Missouri University of Science and Technology, med IMPULS fra Kielce University of Technology, der tog den sidste podiumfinish.

”PCz Rover-teamet dækkede deres sejr med en dramatisk præstation sent på lørdag på Extreme Retrieval and Delivery Task, hvorved de opnåede den eneste perfekte score for konkurrencen i den opgave. Under denne opgave krævede rovere at navigere over det vanskelige terræn omkring MDRS for at hente værktøjer og levere dem til simulerede astronauter i marken. Det sidste mål for opgaven krævede, at holdene steg op ad en stejl og smal ridgeline, omgivet af rystende dråber på begge sider, for at levere et værktøj til den endelige astronaut. Dette mål havde allerede sendt tre tidligere hold enten rullende eller glidende fra siden af ​​ridgelinen i varierende grad af roverskader. PCzs unikke ramme begyndte at glide, da den nærmede sig astronauten, men kom til en hvile med kun få centimeter til overs, så de kunne anvende det nødvendige værktøj og sikre deres mesterskabsydelse. ” Rapporteret URC.

Nedenfor vises et kig på de tre bedste præstationsrovere ved University Rover-konkurrencen.

PCz Rover Team Rover

PCz Rover Team kom ind i URC med et helt nyt design. Deres nye rover opretholder et forenklet udseende, men hvad det mangler i, ser det ud i ydeevne. Deres rover fremmer et rocker-bogie design, en robot indeholdende to sæt hjul fastgjort mellem en rocker. En bogie strækker sig ud fra vippen - et enkelt hjul, der strækker sig ud og fastgøres gennem vippepunktet til vipperen.

Designet er simpelt, men tilbyder alligevel ekstrem mobilitet for rovere til at navigere over vanskeligt terræn. Holdet fik en imponerende score på 374,20 med en perfekt score i den ekstreme hentnings- og leveringsopgave.

Missouri's Mars Rover Design Team

Næste på podiet, der faldt 35 point bag PCz Rover Team, var Mars Rover Design-teamet baseret på Missouri University of Science and technology. Deres rover, der betragtes som ATLAS, har et langt mere komplekst affjedringssystem. Et unikt affjedringsdesign udviklet af holdets 60+ medlemmer, kaldet Mantis, blev designet og fremstillet udelukkende af holdet.

Systemet har en vippe i midten, der fastgøres til tre udstrakte hjul. Alle tre hjul kan styres individuelt, mens en differentieringsbjælke gør det muligt for hver side også at operere uafhængigt og forbedre mobiliteten over vanskeligt terræn.

Team Impuls

Som en tredjeplads i konkurrencen var team Impuls baseret på Kielce University of Technology. Bestående af en kernegruppe på kun 14 medlemmer faldt holdet over 15 point bag Mars Rover Design Team, men fortsatte dog med en enestående præstation. I stedet for et system baseret på en rocker, bogie eller begge dele valgte teamet i stedet et interessant 12-hjulssystem.

Ved hvert hjørne af robotten sidder et sæt med tre hjul fastgjort sammen. Selvom det ikke var så komplekst som det tidligere design fra Mars Rover Design Team og PCz Rover teamet, var hjulet og affjedringssystemet stadig i stand til at navigere gennem det vanskelige terræn. Imidlertid forårsagede deres enkle tilgang til deres suspension, at holdet kun fik 50 point i den ekstreme hentnings- og leveringsopgave - langt fra PCz Rover Teams perfekte score på 100. Men hvor robotten manglede mobilitet, kompenserede den for fingerfærdighed . Holdet fokuserede på robotarmen, som betalte sig med en tredjeplads finish.

Sidste år var uden tvivl den mest imponerende forestilling, som universitetsstuderende fra hele verden nogensinde har leveret.

Mens de kun indeholder tre af robotterne her, har mange andre robotter også en fænomenal og spændende præstation. I år forventes endnu flere hold at deltage i den hurtigt voksende Mars Rover-konkurrence.

University Rover Challenge er verdens førende robotkonkurrence for universitetsstuderende. I det sidste årti har studerende mødtes i ørkenen i det sydlige Utah for at stille deres robotter i en venlig konkurrence for at afgøre, hvilken der er den bedste. Konkurrencen vokser i popularitet, og du kan blive den næste URC-mester i 2019.

Som rapporteret af URC:

“Hvis du er universitetsstuderende interesseret i robotteknologi og Mars-udforskning, er det eneste spørgsmål tilbage ...

Er du klar til udfordringen ?! ”


Se videoen: Alin Albu-Schäffer DLR: Exploration Robotics at DLR (Oktober 2021).