NASA新型探测车沙漠实测:37小时自主行驶26公里,速度是毅力号的10倍

2026年3月,NASA喷气推进实验室(JPL)在南加州科罗拉多沙漠完成了一场为期七天的野外测试。主角是一台名为ERNEST的四轮原型探测车——全称"极端斜坡地形导航探测车"(Exploration Rover for Navigating Extreme Sloped Terrain)。它在37小时的行驶时间内自主跑了约26公里(16英里),最高速度达到每小时约1公里,是NASA现有火星探测车"毅力号"和"好奇号"最高速度的10倍。

不只是跑得快

ERNEST体长1.2米(4英尺),搭载了一套全新的主动悬挂系统。与自1997年"旅居者号"以来所有火星探测车使用的被动摇臂-转向架悬挂不同,ERNEST的每个网格轮都可以独立抬升以越过障碍物。车头有两个动力关节驱动万向架,使探测车能以多种步态运动——蠕动、轮式行走、攀爬。通过离合机构,它还能在主动和被动悬挂之间切换,后者地形适应能力较弱但更节能。四轮均可转向,意味着它能向任意方向行驶,包括横向移动。

JPL首席技术专家Hari Nayar表示:"我们最初的设想是设计一种更好的行星表面移动系统。摇臂-转向架在过去30年非常成功,但在此期间关于移动性和地形交互的研究已经有了很多进展。"

用强化学习"教"探测车自己走

硬件完成后,更大的挑战是让ERNEST自主决策。JPL团队采用了强化学习——一种让机器人通过与环境交互来学习的人工智能方法。他们在JPL的高保真虚拟测试环境中模拟探测车的行为,利用工程师记录的实际硬件对各种地形的响应数据来训练算法。借助高性能计算集群,团队一个周末就能完成数千小时的模拟测试。

经过数月虚拟训练后,ERNEST在JPL的"火星测试场"(Mars Yard)自主通过了包含沙波、碎石堆、台阶和陡坡的障碍课程。

沙漠测试还特别涵盖了黎明、黄昏和夜间场景——模拟月球极区因低角度光照产生的长阴影环境。团队携带照明设备随行,验证探测车在极端光照条件下的导航能力。

为未来月球和火星任务铺路

ERNEST是为未来可能的长距离月球探测车任务设计的验证平台。JPL行星科学家James Keane说:"你可以用这辆车在月球——或火星——上完成一次科学公路旅行。"

ERNEST项目始于2022年,最初由JPL内部研发资金支持,目前由NASA火星探测计划和科学任务理事会下属的探索科学战略与集成办公室资助。

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