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波士顿东北大学的工程专业学生在莫哈韦沙漠测试他们的蛇形机器人——环形山观察仿生滚动咬合架(COBRA)。他们的机器人旨在探索月球南极的沙克尔顿环形山，在美国宇航局的突破、创新和改变游戏规则创意挑战赛中获得最高荣誉。

撰文：ALEJANDRABORUNDA

摄影：SPENCERLOWELL

加利福尼亚州卢塞恩谷，COBRA机器人的关键时刻已经到来。

狂风呼啸。阳光明媚。碎石在波士顿东北大学工程专业年轻学生的脚边划过，他们小心翼翼地站在加利福尼亚荒凉沙漠的陡峭岩石斜坡上。

他们启动了一个程序，机器人突然变成了六边形。它靠一边平衡着，外面套着黑色护套，看起来像一个细轮胎。突然间，机器人开始倾斜下坡，在岩石上弹跳，速度如此之快以至于它能短暂地停滞在空中——但在整个过程中都保持直立和稳定。

在过去的18个月里，美国各大学构思、设计和制造了7个不同的机器人，这个翻滚的机器人就是其中之一。该工程小组正在参加美国宇航局的一项竞赛，目的是建造能够在恶劣条件下探索月球，甚至是更遥远的崎岖地形的创新机器人。

COBRA机器人专为应对月球南极有环形山的困难地形而设计，它能侧旋运动，能够在平面或上坡地形上运动，通过连接头尾来实现翻滚，还有一个像螺旋开瓶器的结构，可以从死角中扭出来。

11月，团队们展示了真正的机器人和漫游器“大观园”，这些机器人和漫游器是为穿越沙漠而建造的，沙漠在这次比赛中被设定为月球表面的粗略替代品。COBRA由13个微型机器人组成的，它们咬合在一起形成一条蛇形链条。但它可不是唯一古怪的设计，亚利桑那州立大学展示了一个可以攀登陡坡的六足机器人，名为“CHARLOTTE”；佛罗里达州立大学展示了一种梗犬大小、可以在岩石上高速移动的机器人，名为“极端地形四足机器人”（E-TQuad）。

“这些是我们真正需要打破常规思维的领域，”美国宇航局毅力号火星探测器的总工程师和比赛评委之一VandiVerma说。她表示，这些团队提出了截然不同的想法，“让你意识到解决方案如此之多——我们确实有很多选择。”

在月球南极附近，碗状的沙克尔顿环形山宽21公里，深超过3.2公里。它靠近美国宇航局为阿尔忒弥斯任务指定的人类基地。为了有效地探索这个地质丰富的环形山，宇航员将需要能够在险恶地形中行动的机器人的帮助。

在这张月球的水的可视化图中，蓝色区域代表月球表面的水冰。来自美国宇航局月球矿物学测绘仪的数据显示，月球表面大部分的冰都集中在两极附近。

为什么我们需要月球上的机器人

自50多年前的阿波罗计划后，美国宇航局未来几年最大的任务之一就是让人类首次重返月球。而这一次的目标是留下来。

“如果你要留在月球上，那机器人将成为生活的重要组成部分，”Verma说。“那里的一切都会看到它的身影。”

为了建立基地，美国宇航局并没有将阿波罗任务着陆的平坦的赤道地区作为目标，而是选定了地形崎岖、可能有富含冰的环形山的月球南极。由于其陡峭的侧面，这些环形山在其内部的碗状区域中有永久阴影区域，这些区域可能蕴藏着冷冻水——这是能在月球上长期生存的关键资源。

如图所示，受蛇启发的月球机器人创意来自波士顿东北大学助理教授AlirezaRamezani，他研究仿生机器人运动。

水可以用来供给宇航员，也可以帮助保护人们不受危险的辐射爆发的伤害。水中的氢原子会使入射的高能粒子偏转，而不会分解成其他可能更具破坏性的二次辐射。

但是探索环形山并非易事。它们被陡峭的、有时是垂直的坑壁环绕，布满了由古老的熔岩流形成的坑洞和洞室。它们每天的温度波动超过摄氏度，常年被遮挡不见太阳，因此无法利用太阳能。

我们将需要一小支机器人和漫游器部队，同人类一起探索这片恶劣的地区。

COBRA机器人呈轮状翻滚结构。

COBRA机器人从岩石山上翻滚下来。Ramezani写道：“蛇及其在沙漠中独特的滑行模式已得到广泛研究，引起了团队对平地运动的