Soft-Robotic Rover with Electrodyna

Soft-Robotic Rover with Electrodynamic Power Scavenging
Mason Peck
Cornell University

Description
We propose a rover architecture for Europa and other planetary environments where soft robotics enables scientific investigation or human-precursor missions that cannot be accomplished with solar or nuclear power. This rover resembles a squid, with tentacle-like structures that serve both as electrodynamic tethers to harvest power from locally changing magnetic fields and as a means of bio-inspired propulsion. The electrical energy scavenged from the environment powers all rover subsystems, including one that electrolyzes H20. Electrolysis produces a mixture of H2 and O2 gas, which is stored internally in the body and limbs of this rover. Igniting this gas expands these internal chambers, causing shape change to propel the rover through fluid or perhaps along the surface of a planetary body. The Phase I effort constitutes advancement of this revolutionary rover concept from TRL 1 to TRL 2. The work will be conducted at Cornell University, led by PI Mason Peck and Co-I Robert Shepherd.

If the concept eventually succeeds, it will enable amphibious exploration of gas-giant moons, notably Europa. It likely is relevant to other moons of Jupiter and Saturn with liquid lakes or oceans. Juno’s success notwithstanding, solar power near Jupiter is very limited. Furthermore, the recent cancellation of SMD’s ASRG technology motivates alternatives to nuclear power. The bio-inspired technologies we propose to consider bypass the need to power rovers with limited-lifetime batteries, large solar arrays, or nuclear power. In this one respect, it is a breakthrough concept. Beyond addressing issues of power, this rover concept also bypasses the difficulties of typical mechanisms in fluid through uniquely suited soft robotics. The expanding-gas locomotion concept is both exotic and eminently realizable, grounded in experimental work by our team.

The rover architecture we propose to create uses EDTs to electrolyze water into H2 and O2 because it is an efficient way to use resources from an environment where solar power and nuclear power may be unusable. In order to establish specific relevance to NASA science, we propose to build a swimming robot for use in the oceans of Europa. This rover will harvest energy from EDTs in the form of electricity and use it to power soft robots pneumatically and via combustion. Optionally, the skin of the robot will be a stretchable, electroluminescent display for illuminating the local marine environment, to enable underwater imaging. This suite of bio-inspired technology represents a tremendous leap forward in what we understand a rover to be.

This study also is expected to offer NASA a return on its investment in the nearer term. This work will assess the possibility that any life on Europa may be powered by electromagnetic energy, with singular implications for astrobiology. That scientific benefit may influence future directions in Europa exploration. More broadly, this study will serve as a pathfinder that introduces soft robotics into future rover trades.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

โรเวอร์หุ่นยนต์น้ำอัดลมกับพลังงาน Electrodynamic Scavengingเป็ก Masonวิทยาลัยคอร์เนลคำอธิบายเราเสนอสถาปัตยกรรมโรเวอร์ยูโรปา และสภาพแวดล้อมอื่น ๆ ดาวเคราะห์วิทยาอ่อนช่วยให้ตรวจสอบทางวิทยาศาสตร์ หรือสารตั้งต้นมนุษย์ missions ที่ที่ไม่สามารถทำได้กับพลังงานนิวเคลียร์ หรือพลังงานแสงอาทิตย์ โรเวอร์นี้คล้ายกับปลาหมึก โครงสร้างเหมือนงวงให้ เป็น tethers electrodynamic เกี่ยวพลังงานภายในเปลี่ยนแปลงสนามแม่เหล็ก และว่าแรงขับทางชีวภาพแรงบันดาลใจ Scavenged พลังงานไฟฟ้าจากอำนาจสิ่งแวดล้อมย่อยโรเวอร์ทั้งหมด รวมถึงที่ electrolyzes เอท 20 Electrolysis ทำให้เกิดการผสมผสานระหว่าง H2 และ O2 ก๊าซ ซึ่งอยู่ภายในร่างกายและแขนขาของโรเวอร์นี้ Igniting แก๊สนี้ขยายเหล่านี้ภายในแชมเบอร์ส ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงรูปร่างขับเคลื่อนโรเวอร์น้ำมัน หรือบางที ตามพื้นผิวของตัวดาวเคราะห์ เฟสผมพยายามถือก้าวหน้าแนวคิดปฏิวัติโรเวอร์นี้ 1 TRL TRL 2 จะดำเนินงานที่ Cornell University นำ โดยพี่ Mason เป็ก และ Co-ฉันโรเบิร์ตคนเลี้ยงแกะถ้าแนวคิดนี้ในที่สุดสำเร็จ มันจะช่วยให้สำรวจดวงจันทร์ดาวแก๊สยักษ์ ยูโรปายวดสะเทิน มันอาจจะเกี่ยวข้องกับอื่น ๆ ดวงจันทร์ของดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ด้วยน้ำทะเลสาบหรือมหาสมุทร ความสำเร็จของจูโนประกาศ พลังงานแสงอาทิตย์ดาวพฤหัสบดีใกล้จะจำกัดมาก นอกจากนี้ การยกเลิกล่าสุดของเทคโนโลยีของ SMD ASRG แรงบันดาลใจทางเลือกพลังงานนิวเคลียร์ เทคโนโลยีชีวภาพแรงบันดาลใจที่เราเสนอการพิจารณาข้ามต้องเพาเวอร์โรเวอร์จำกัดอายุการใช้งานแบตเตอรี่ อาร์เรย์พลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่ หรือพลังงานนิวเคลียร์ นี้ประการหนึ่ง มันเป็นแนวคิดความก้าวหน้า นอกเหนือจากกำหนดปัญหาพลังงาน แนวคิดนี้โรเวอร์แรมปัญหาของกลไกปกติในน้ำมันผ่านหุ่นเหมาะเฉพาะอ่อนยัง แนวคิด locomotion แก๊สขยายคือแปลกใหม่ และคน realizable สูตรทดลองงาน โดยทีมงานของเราสถาปัตยกรรมโรเวอร์เราเสนอการสร้างใช้ EDTs electrolyze น้ำเป็น H2 และ O2 เนื่องจากเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพการใช้ทรัพยากรจากสภาพแวดล้อมซึ่งพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานนิวเคลียร์อาจไม่ เพื่อที่จะสร้างเฉพาะเกี่ยวข้องกับวิทยาศาสตร์ NASA เราเสนอการสร้างหุ่นยนต์ว่ายน้ำสำหรับใช้ในมหาสมุทรของยูโรปา โรเวอร์นี้จะเก็บเกี่ยวพลังงานจาก EDTs ในรูปของไฟฟ้า และใช้พลังงานหุ่นยนต์อ่อน pneumatically และ ผ่านการเผาไหม้ เลือก ผิวของหุ่นยนต์จะมีการยืด electroluminescent แสดงสำหรับพร่างน้ำทะเลท้องถิ่น การเปิดใช้งานภาพใต้น้ำ ชุดนี้แรงบันดาลใจจากไบโอเทคโนโลยีแทนมหาศาลกระโดดไปข้างหน้าในสิ่งที่เราเข้าใจโรเวอร์จะการศึกษานี้ยังคาดว่าจะเสนอผลตอบแทนจากการลงทุนในระยะเอื้อมของนาซ่า งานนี้จะประเมินความเป็นไปได้ที่ชีวิตใด ๆ บนยูโรปาอาจขับเคลื่อน ด้วยพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้า มีนัยเอกพจน์สำหรับ astrobiology ประโยชน์ของวิทยาศาสตร์ที่อาจมีอิทธิพลต่อทิศทางในอนาคตในสำรวจยูโรปา ขึ้นทั่วไป การศึกษานี้จะทำหน้าที่เป็น pathfinder ที่แนะนำหุ่นนุ่มเข้าเทรดโรเวอร์ในอนาคต

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

หุ่นยนต์แลนด์โรเวอร์อ่อนกับ Electrodynamic พลังงานไล่
กัดเมสัน
มหาวิทยาลัยคอร์เนลรายละเอียดเราเสนอสถาปัตยกรรมรถแลนด์โรเวอร์ยูโรปาและสภาพแวดล้อมของดาวเคราะห์อื่น ๆ ที่หุ่นยนต์นุ่มช่วยให้การตรวจสอบทางวิทยาศาสตร์หรือภารกิจของมนุษย์สารตั้งต้นที่ไม่สามารถทำได้ด้วยพลังงานแสงอาทิตย์หรือพลังงานนิวเคลียร์ รถแลนด์โรเวอร์นี้คล้ายกับปลาหมึกที่มีโครงสร้างหนวดเหมือนที่ทำหน้าที่เป็นทั้งพุพอง electrodynamic สู่อำนาจจากการเก็บเกี่ยวในประเทศมีการเปลี่ยนแปลงสนามแม่เหล็กและเป็นวิธีการขับเคลื่อนชีวภาพแรงบันดาลใจ พลังงานไฟฟ้าจากพายุอำนาจทุกสภาพแวดล้อมระบบย่อยรถแลนด์โรเวอร์รวมถึงหนึ่งที่ electrolyzes H20 กระแสไฟฟ้าผลิตส่วนผสมของ H2 และก๊าซ O2 ซึ่งเป็นที่เก็บไว้ภายในในร่างกายและแขนขาของรถแลนด์โรเวอร์นี้ จุดไฟติดก๊าซนี้ขยายห้องภายในเหล่านี้ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงรูปร่างในการขับเคลื่อนรถแลนด์โรเวอร์ผ่านของเหลวหรือบางทีอาจจะไปตามพื้นผิวของร่างกายของดาวเคราะห์ ขั้นตอนที่ฉันพยายามที่ถือว่าเป็นความก้าวหน้าของการปฏิวัติแนวคิดรถแลนด์โรเวอร์จาก TRL 1 ถึง TRL 2. การทำงานจะได้รับการดำเนินการที่มหาวิทยาลัยคอร์เนลนำโดย PI เมสันกัดและผู้ร่วมฉันโรเบิร์ตต้อน. หากแนวคิดในที่สุดก็ประสบความสำเร็จก็จะช่วยให้การตรวจสอบข้อเท็จจริงสะเทินน้ำสะเทินบก ดวงจันทร์ก๊าซยักษ์สะดุดตา Europa มันอาจมีความเกี่ยวข้องกับดวงจันทร์อื่น ๆ ของดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ด้วยทะเลสาบของเหลวหรือมหาสมุทร ความสำเร็จของจูโนอย่างไรก็ตามพลังงานแสงอาทิตย์ที่อยู่ใกล้ดาวพฤหัสบดีจะถูก จำกัด มาก นอกจากนี้การยกเลิกที่ผ่านมาของเทคโนโลยี ASRG SMD กระตุ้นของทางเลือกในการใช้พลังงานนิวเคลียร์ เทคโนโลยีชีวภาพแรงบันดาลใจให้เรานำเสนอจะต้องพิจารณาความต้องการที่จะข้ามโรเวอร์พลังงานด้วยแบตเตอรี่ จำกัด อายุการใช้งานแผงเซลล์แสงอาทิตย์ขนาดใหญ่หรือพลังงานนิวเคลียร์ ในแง่นี้หนึ่งก็เป็นแนวคิดการพัฒนา นอกเหนือจากประเด็นของการใช้พลังงานแนวคิดรถแลนด์โรเวอร์นี้ยังข้ามความยากลำบากของกลไกทั่วไปในของเหลวผ่านหุ่นยนต์ที่อ่อนนุ่มเหมาะไม่ซ้ำกัน การขยายตัวของก๊าซแนวคิดการเคลื่อนไหวเป็นทั้งแปลกใหม่และรับรู้ได้ชัดเหตุผลในการทดลองงานโดยทีมงานของเรา. สถาปัตยกรรมรถแลนด์โรเวอร์ที่เราเสนอให้สร้างเพื่อใช้ EDTs electrolyze น้ำเข้าไปใน H2 และ O2 เพราะมันเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการใช้ทรัพยากรจากสภาพแวดล้อมที่ พลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานนิวเคลียร์อาจจะใช้ไม่ได้ เพื่อที่จะสร้างความเกี่ยวข้องเฉพาะกับวิทยาศาสตร์นาซาเราเสนอในการสร้างหุ่นยนต์ว่ายน้ำสำหรับใช้ในมหาสมุทรของยูโรปา รถแลนด์โรเวอร์นี้จะเก็บเกี่ยวพลังงานจาก EDTs ในรูปแบบของการผลิตไฟฟ้าและใช้ในการใช้พลังงานของหุ่นยนต์อัตโนมัติที่อ่อนนุ่มและผ่านการเผาไหม้ เลือกผิวของหุ่นยนต์จะยืดหยุ่น, การแสดง electroluminescent สำหรับส่องสว่างสภาพแวดล้อมทางทะเลในท้องถิ่นเพื่อช่วยให้การถ่ายภาพใต้น้ำ ชุดของเทคโนโลยีชีวภาพที่ได้แรงบันดาลใจนี้เป็นก้าวกระโดดที่ยิ่งใหญ่ไปข้างหน้าในสิ่งที่เราเข้าใจรถแลนด์โรเวอร์จะเป็น. การศึกษาครั้งนี้ยังคาดว่าจะมีนาซาตอบแทนจากการลงทุนได้ในระยะใกล้ งานนี้จะประเมินความเป็นไปได้ว่าชีวิตใด ๆ ในยูโรป้าอาจจะขับเคลื่อนด้วยพลังงานไฟฟ้าที่มีผลกระทบเอกพจน์สำหรับชีววิทยา ผลประโยชน์ทางวิทยาศาสตร์ที่อาจมีผลต่อทิศทางในอนาคตในการสำรวจยูโรป้า กว้างกว่าการศึกษาครั้งนี้จะทำหน้าที่เป็นผู้บุกเบิกที่แนะนำหุ่นยนต์อ่อนลงในการซื้อขายรถแลนด์โรเวอร์ในอนาคต

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

หุ่นยนต์โรเวอร์ด้วยพลังอ่อนไล่เมสัน Peck electrodynamic

คอร์เนลล์มหาวิทยาลัย


เราขอรายละเอียดรถ และดาวเคราะห์อื่น ๆสภาพแวดล้อมสถาปัตยกรรมยุโรปที่อ่อนนุ่มช่วยให้วิทยาศาสตร์ สืบสวนหรือหุ่นยนต์มนุษย์นำภารกิจที่ไม่สามารถสำเร็จได้ด้วยพลังงานแสงอาทิตย์หรือพลังงานนิวเคลียร์ โรเวอร์นี้คล้ายปลาหมึกมีหนวดเหมือนโครงสร้างที่ใช้ทั้งเพื่อเก็บเกี่ยวพลังงานจาก electrodynamic tethers ในท้องถิ่น การเปลี่ยนแปลงสนามแม่เหล็ก และ เป็นวิธีการทางชีวภาพขับเคลื่อนแรงบันดาลใจ พลังงานไฟฟ้าจากพลังของสิ่งแวดล้อมคือระบบโรเวอร์ทั้งหมด , รวมถึงหนึ่งที่ electrolyzes H20 . การสร้างส่วนผสมของก๊าซ H2 และ O2 ,ซึ่งจะถูกเก็บไว้ภายในร่างกายและแขนขาของยานนี้ ติดแก๊ส นี้ขยายห้องภายในเหล่านี้ ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงรูปร่างเพื่อขับเคลื่อนรถผ่านของเหลวหรือบางทีไปตามพื้นผิวของร่างกายของดาวเคราะห์ เฟสผมพยายามถือเป็นความก้าวหน้าของแนวคิดนี้ โรเวอร์ 1 ปฏิวัติจาก trl trl 2 งานนี้จะจัดขึ้นที่มหาวิทยาลัยคอร์เนลล์นำโดย จิ๊บ เมสัน พี และ co-i โรเบิร์ตแกะ

ถ้าแนวคิดในที่สุดก็สำเร็จ จะช่วยให้กคช. สำรวจดวงจันทร์ของก๊าซยักษ์โดย Europa มันอาจเกี่ยวข้องกับดวงจันทร์ของดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์กับทะเลสาบ ของเหลว หรือ มหาสมุทร จุนโฮก็สำเร็จแต่พลังงานแสงอาทิตย์ใกล้ดาวพฤหัสบดีจะถูก จำกัด มาก . นอกจากนี้การยกเลิกของเทคโนโลยี asrg SMD เป็นแรงบันดาลใจแทนพลังงานนิวเคลียร์ แรงบันดาลใจจากเทคโนโลยีที่เราเสนอให้พิจารณาข้ามต้องใช้พลังงาน จำกัด อายุการใช้งานแบตเตอรี่ชีวภาพ โรเวอร์สกับเรย์แสงอาทิตย์ขนาดใหญ่ หรือ พลังนิวเคลียร์ หนึ่งในนี้นับถือ มันคือการพัฒนาแนวคิด นอกเหนือจากประเด็นของพลังงานแนวคิดนี้ โรเวอร์ ยังข้ามปัญหาทั่วไป กลไกในของไหลผ่านเหมาะสมโดยเฉพาะหุ่นยนต์ซอฟท์ การขยายแนวคิดของก๊าซทั้งแปลกและเด่นที่คาดว่าจะต้องในงานทดลอง โดยทีมงานของเรา

โรเวอร์ สถาปัตยกรรม เราเสนอให้สร้าง เพื่อใช้ edts electrolyze น้ำเป็น H2 และ O2 เพราะมันเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการใช้ทรัพยากรจากสภาพแวดล้อมที่ พลังงานแสงอาทิตย์ และพลังงานนิวเคลียร์ อาจจะใช้ไม่ได้ เพื่อที่จะสร้างเฉพาะเกี่ยวข้องกับนาซาวิทยาศาสตร์ เราจึงขอเสนอที่จะสร้างหุ่นยนต์สำหรับใช้ว่ายน้ำในมหาสมุทรของ Europaโรเวอร์นี้จะเก็บเกี่ยวพลังงานจาก edts ในรูปแบบไฟฟ้าและใช้ไฟอ่อนและหุ่นยนต์ pneumatically ผ่านการเผาไหม้ หรือผิวของหุ่นยนต์จะยืดหยุ่นเพื่อให้แสดง electroluminescent สิ่งแวดล้อมทางทะเลในท้องถิ่นเพื่อใช้ถ่ายภาพใต้น้ำชุดนี้ของไบโอเทคโนโลยี เป็นแรงบันดาลใจอันยิ่งใหญ่ก้าวกระโดดในสิ่งที่เราเข้าใจ Rover เป็น

นอกจากนี้การศึกษานี้ยังคาดว่าจะเสนอนาซ่าผลตอบแทนการลงทุนในใกล้ในระยะ งานนี้จะประเมินความเป็นไปได้ที่ชีวิตใด ๆในยุโรปอาจจะขับเคลื่อนโดยพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความหมายเอกพจน์สำหรับชีววิทยา .ประโยชน์ทางวิทยาศาสตร์อาจมีผลต่อทิศทางในอนาคตในการสำรวจดวงจันทร์ยูโรปา เพิ่มเติมในวงกว้าง การศึกษานี้จะใช้เป็นผู้นำทางที่แนะนำหุ่นยนต์นุ่มเข้าเทรด
โรเวอร์ในอนาคต