四足机器人准备自主探索火星

有一天，太空探索或许会利用宇航员永久居住在地球之外，正如……所设想的那样。 阿尔忒弥斯登月任务或者由埃隆·马斯克为火星而建。

即便有人类在太空活动，太空中的许​​多工作仍将由机器人完成，原因很简单，因为机器人比人类宇航员更容易被替换，而且对有毒空气或真空、辐射、极端温度等的脆弱性也小得多。

理想情况下，大多数探测车和机器人应该能够自行完成简单的任务，地球上或现场的人类只需参与帮助它们解决特定问题或确定其日常任务即可。

随着人工智能的快速发展，包括 物理人工智能，这一概念目前由人工智能领导者英伟达大力倡导。这种科幻景象或许已经成为现实。

对于更遥远的任务，例如木星卫星上的任务，长达 1 小时的通信延迟使得任何直接控制都更加棘手，因此探测器的任何自主决策都格外有价值。

“探测车的设计以节能和安全为首要目标，并且需要在危险地形上缓慢移动。因此，探测范围通常仅限于着陆点的一小部分，探测车每天通常只能行进几百米，这使得收集地质多样性数据变得困难。”

下一步是赋予太空探索机器人更大的自由移动能力。毕竟，轮子和履带可能更可靠，但月球和火星上可没有现成的道路等着它们。

因此，迄今为止大多数机器人探测任务都集中在相对平坦、易于航行的区域。但这些区域可能并非未来太空殖民的最佳选择。

例如，熔岩管或许可以成为未来宇航员完美的预制避难所，但我们从未真正探索过其中任何一个。 尽管人工智能驱动的熔岩管探索计划正在筹备中。而且大多数资源可能存在于深坑（水）或山区（金属和其他矿藏）中。

“在月球上，许多关键资源位于难以到达的地形中，包括富含挥发分和钛的火山碎屑沉积物、富含稀土元素的KREEP玄武岩以及南极附近永久阴影区内的水冰。在火星上，人们也在高纬度和高地地区发现了水冰露头和富含金属的风化层，这些区域通常位于不稳定的斜坡或破碎的地质环境中。”

因此，我们需要更先进的机器人，四足“机器狗”可能是一个不错的选择，因为这种设计在地球上也越来越受欢迎。

瑞士苏黎世联邦理工学院、苏黎世大学、纳沙泰尔太空探索研究所、巴塞尔大学和伯尔尼大学的研究人员正在测试这种可能性。

他们使用了一种四足机器人，测试了它在模拟太空环境中进行半自主探索和样本采集的能力，并将研究结果发表在《空间技术前沿》期刊上。¹， 在标题之下 ”利用配备拉曼光谱仪的机械臂和显微图像，通过腿式机器人对火星和月球类似物进行半自主探索“。

在地球上重现火星

研究人员使用 火星实验室 巴塞尔大学利用模拟岩石、风化层（行星尘埃）和模拟光照条件来模拟行星表面状况，从而重现与火星环境完全相同的环境，只是重力不同。

火星实验室占地80平方米，其中包含一个40平方米的测试平台，该平台由火星模拟材料构成。这些材料包括具有极强生物特征保存潜力的岩石，例如石膏或碳酸盐岩，对于旨在研究这颗红色星球过去生物活动的真实火星探测任务而言，这些材料具有重要意义。

来源: 空间技术前沿

此外，还包括指示过去有流水存在的岩石类型，如硅质碎屑碳酸盐岩和含硫玄武岩。

房间的一部分还模拟了月球环境，展示了可以作为氧化物、钛、铝和硅的有用来源的岩石类型。

四足探险家

多功能传感器机器人

本研究中使用的机器人是由瑞士公司制造的ANYmal机器人。 任何机器人该公司专门从事危险区域的工业检测。为了实现测绘和定位，ANYmal 配备了 Velodyne 的 VLP-16 Puck LITE 激光雷达、Intel 的六个 RealSense D435 主动立体传感器（用于高程测绘）以及两个 FLIR Blackfly 广角相机（用于提供 RGB 图像流）。

来源: 空间技术前沿

该机器人配备了显微成像仪（MICRO）和 MIRA RTX 拉曼光谱仪 这些传感器由瑞士公司 Metrohm 生产，并安装在瑞士联邦理工学院 (ETH) 自主研发的机械臂上。

它由操作员通过图形用户界面 (GUI) 进行远程控制，该界面显示数字高程图和相机图像，命令和任务通过这些界面传输。

来源: 空间技术前沿

MICRO成像仪的目标是捕捉岩石样本的纹理、颗粒和颜色的近距离图像，这是识别岩石类型和成分的关键数据集。它集成了USB显微镜、48个RGB LED灯环、飞行时间（ToF）传感器和控制电子元件。当MICRO与目标接触时，泡沫环可防止杂散光进入。

拉曼光谱仪配备波长为785 nm、最大功率为100 mW的红外激发激光器，扫描范围为400至2,300 cm⁻¹，分辨率为8–10 cm⁻¹。该数据通过揭示所研究岩石的化学成分，补充了MICRO观测结果。

来源: 空间技术前沿

有人参与和无人参与的调查

机器人科学测量的两种操作概念：一种是传统的人工控制，另一种是多目标、半自主采样，尽量减少人工干预。

在 人工辅助方法操作员在相机图像中识别目标，并在图形用户界面 (GUI) 中选择导航航点。然后，操作员可以立即查看接收到的数据，并决定是否需要进行额外的测量。操作员还可以选择部署的拉曼测量次数，并确定它们在岩石上的具体位置。

在 半自主方法预先设定的指令被发送给机器人，包括移动、航点导航、仪器部署和数据返回。指令上传后，机器人即可自主执行所有任务，从移动到机械臂部署和科学测量。

机器人完成每个目标点的测量序列后，会自主继续执行其循环任务，移动到下一个目标点并在每次测量后保存数据。只有当所有目标点的测量都完成后，机器人才会将收集到的数据传输到基站。

来源: 空间技术前沿

分析结果证实了结合不同仪器的实用性，拉曼光谱和MICRO分析相结合，提高了正确识别给定岩石的可能性。

这种半自主方法每个周期至少能正确识别三分之一的目标，在四次模拟任务中，有一次实现了100%的目标识别率。多目标任务耗时12至23分钟，而人工引导的任务完成类似的分析则需要41分钟。

因此，虽然结果不够完美，但每分钟可以进行更多成功的分析，从而提高了整体效率。所以，这次实验证实，自主性更强的机器人可以快速勘测行星表面的大片区域。

此外，一旦确定了感兴趣的样本，科学家就可以对其进行人工分析，以进行进一步研究。

“未来的任务不必仅仅依赖大型复杂的仪器套件，而是可以部署灵活的机器人，快速扫描环境并标记出有希望的目标，以便进行详细调查。”

改进机器人探索

研究人员还指出，所部署的工具都是基于人工直接控制而设计的。这意味着半自主机器人有时会出现机械臂定位不准的情况，导致显微图像模糊或拉曼数据噪声过大。

改进后的系统可以在图像模糊或光谱数据不佳的情况下，通过对机械臂进行微调来重新进行测试。进一步的自动化程序也能有所帮助。

“为了进一步提升自主性，机器人可以根据形状、颜色和纹理自主检测感兴趣的目标。在数据传输速度非常慢的情况下（例如，在外太阳系），机器人可以自主测量这些目标。”

该系统也没有利用人工智能领域的最新进展，而这些进展未来可以赋予机器人更大的自主性，正如我们在“太空2.0：自主机器人和人工智能的崛起因此，更先进的探测和扫描协议可以带来更高效、更自主的测量。在此基础上，利用来自火星或月球机器人的真实数据训练专门的人工智能模型，可以使未来的探测器更加高效。

I投资太空机器人

直观机器

将自主探测器送往星际天体需要强大的专业技术，包括建造大型太空探测器并确保其完好无损地抵达目的地。目前，这主要由美国国家航空航天局（NASA）、欧洲航天局（ESA）以及相关大学等公共机构承担。

随着我们越来越接近私营公司可以开始向小行星（尤其是近地小行星）发射自动化或载人采矿任务的阶段，这种情况正在发生变化。这类项目很可能成为下一步计划，或者与未来几年计划中的载人登月任务并行开展。

Intuitive Machines公司于2013年成立于德克萨斯州休斯顿，目前是一家非常专注于月球领域的公司，正如其股票代码LUNR所示，并且已经…… 被选为 NASA 4 项月球任务，拥有员工400余人。

来源: 直观机器

它是首家成功实现月球着陆并传输科学数据的商业公司，也是首家在太空进行液氧/液甲烷（LOx/LCH4）发动机点火测试的公司。该公司正在开展多个项目，这些项目将构成月球探索和定居基础设施的基础。

第一个是“数据传输服务”，该技术正在接受测试，最终目标是在月球轨道周围建立月球数据传输星座。

来源: 直观机器

第二部分是“基础设施即服务”。它应该包括电信服务、GPS定位服务以及能够自主运行的月球表面车辆（LTV）。

来源: 直观机器

最后一步是将材料运送到月球表面。到目前为止，该公司已经通过 Nova-C着陆器，这是一个 4.3 米高（14 英尺）的着陆器，能够向月球运送 130 公斤的有效载荷。

下一步将使用Nova-D着陆器，它能够将1,500至2,500公斤的物资送上月球。这种有效载荷能力和尺寸正是运送月球地形车（LTV）以及预计将为月球基地供电的40千瓦裂变表面动力核反应堆所需要的。

来源: 直观机器

该公司已与美国宇航局（NASA）签订了多项高价值合同，例如近地空间网络合同，其最高潜在价值可达4.82亿美元。NASA预计将于2025年底在三家潜在供应商之间做出长期价值合同（LTV）的最终决定，该合同的价值也高达4.6亿美元。

除了 NASA 之外，该公司还在努力实现客户群多元化，并于 2025 年 4 月被德克萨斯州太空委员会选中，获得高达 1000 万美元的拨款。

这将支持地球再入飞行器和轨道制造实验室的研发，旨在实现微重力生物制造。该再入飞行器还将为公司未来的月球样本返回任务提供备用方案，并降低风险。

另一个项目是为空军研究实验室 JETSON 合同开发低功率核隐形卫星。

随着该公司在 1 年第一季度达到正自由现金流点，并签订了月球电信合同，对于投资者来说，它现在变得更加安全，从一家烧钱的初创公司转变为一家成熟的服务提供商，为日益增长的太空经济提供服务。

而且，随着它成为与 SpaceX 并驾齐驱的 NASA 可信赖的合作伙伴，它可能成为进一步深空探索和太空资源利用的基础（与 xAI 合并后即将上市），或 火箭实验室 (RKLB ).

（你可以 请阅读我们专门介绍 Intuitive Machines 公司的投资报告，了解更多信息。.)

最新动态 直观机器 (卢纳) 股票新闻和动态

参考研究

^{1Gabriela Ligeza、Philip Arm 等人。利用配备拉曼光谱仪的机械臂和显微成像仪的腿式机器人对火星和月球类似物进行半自主探索。《前沿空间技术》，2026 年 3 月 31 日。第 7 卷 – 2026 年 | https://doi.org/10.3389/frspt.2026.1741757}