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ETH Zurich uses 3D printing to build unique ‘hopping’ space robot for exploring asteroids

研究人员在ETH Zurichhave utilized 3D printing to build a robot designed for ‘bouncing’ from asteroid-to-asteroid in outer space.

与同事一起发展ZHAW,苏黎世SpaceHopper是一种三足的设备,具有由碳纤维增强材料制成的部分3D打印的四肢,使它们既有强大又非常轻巧。虽然最初的构建仅仅是原型,但其创作者有一天旨在将其低重力运动平台部署到小行星上,在那里它可以帮助识别有价值的资源。

“小行星是我们太阳系的基础。它们很丰富,将成为人类在太空中存在的关键资源。” SpaceHopper团队解释说。“但是,他们具有挑战性的环境需要新的独特解决方案。我们名为SpaceHopper的机器人试图就是这样。我们认为这将使各种新的任务能够探索我们太阳能社区的庞大未知部分。”

“ SpaceHopper”小行星探索机器人。通过Scheurer Swiss的照片。
“ SpaceHopper”小行星探索机器人。通过Scheurer Swiss的照片。

建造弹跳的太空机器人

When the SpaceHopper’s creators set out to build the bot nine months ago, they pitched it as an exploration vehicle, capable of not only uncovering lucrative resources in space, but answers to some of scientists’ most fundamental questions.

原则上,机器人的跳跃机构旨在使其能够在零重力条件下取得巨大的飞跃,同时还可以携带科学齿轮并在需要的情况下在更紧密的空间中移动。与以前的着陆器相比,该团队的目标也为SpaceHopper提供了更精确的着陆功能,以便能够最大程度地减少弹跳并更好地保护有效载荷。

快进到上个月,工程师通过推出第一个原型将他们的视野变为现实。那么他们是如何实现这一目标的呢?团队带来实现计划的一种方式是与Scheurer Swiss

跟随以前的苏黎世校友的脚步,他与该公司合作3D打印一个“ Rowesys”除草机器人去年,研究人员发现其添加剂制造产品组合非常适合其构建。雷电竞充值具体来说,该团队与Scheurer Swiss一起使用该技术,可以使机器人的腿在减轻体重的同时使机器人的腿变薄,而无需降低弹性。

“We are glad to have Scheurer Swiss on our side as a lightweight design expert,” explains one of the SpaceHopper’s designers, Emma Steinke. “The competent expertise around state-of-the-art fiber composite technologies and 3D printing as well as the large network of Scheurer Swiss were very valuable for us, and contributed to the success of our focus project from the very beginning.”

SpaceHopper轻巧的腿之一。通过Scheurer Swiss的照片。
SpaceHopper轻巧的腿之一。通过Scheurer Swiss的照片。

Scheurer Swiss首席执行官Dominik Scheurer表示,3D打印也是该项目的“理想制造过程”,因为它允许“几乎可以生产任何形状”。因此,使用该技术来创建机器人的腿,可以解锁高水平的自定义和成本效率,同时产生了针对低重力跳跃进行优化的设计。

据说由此产生的三足机器人是自给自足的,能够进行受控着陆,并且可以通过深入的强化学习进行编程。SpaceHopper的开发人员说,使用此技能,它可能是探索Ceres和Psyche等小行星的理想选择,这些小行星分别具有大量的水和重金属。

Scheurer补充说:“ 3D打印目前是最现代的轻型建筑技术之一,并且正在像几乎任何其他过程一样塑造制造业的未来。”“目的是明确的:产品开发中的灵活性,创造力和成本效益甚至更高。”

A carbon-reinforced 3D printed structure designed to house the bouncing space robot's electronics. Photo via Scheurer Swiss.
碳增强3D印刷结构,旨在容纳弹跳的太空机器人的电子产品。通过Scheurer Swiss的照片。

探索空间:最后的边界

随着3D打印继续找到新的航空航天应用,它经常被用来创建促进西方太空机构探索性野心的设备。去年年底,有发现洛克希德·马丁已经开始使用Makerbot技术到3D打印ABS的围月漫游器的零件它正在发展NASA的Artemis Mission。

同样地,Aerojet Rocketdynehas developed a3D打印四分推进器that’s designed to unlock low-cost space exploration missions. UsingNtopology据说该公司的软件已将推进器的关键要素之一的重量降低了67%,以使其更快,更可持续性且三分之二的制造价格更便宜。

MX3D甚至使用该技术来建立材料效率3D printed lunar ‘skeletal floor’用于原型European Space Agency(ESA) Moon settlement. When unveiled, it was said that the lightweighted 395-kilo web-like steel structure could serve as a base on which future lunar regolith-based structures are built.

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特色图像显示了“ SpaceHopper”小行星探索机器人。通过Scheurer Swiss的照片。

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