| 由Ana Diaz Artiles領(lǐng)導的德克薩斯A&M大學工程師們正在開發(fā)柔性機器人技術(shù)，可以使未來用于行星探索的“SmartSuit”太空服對宇航員來說更安全、更舒適、更省力。
今天，有兩種太空服可供宇航員選擇。一種是一組美化的飛行服，旨在保護機組人員在升空和重返大氣層時免受意外減壓。另一種是用于艙外活動（EVA）的俄羅斯和美國全壓服，自20世紀80年代初以來一直沒有改變。 盡管SpaceX和波音公司已經(jīng)開發(fā)了一些新的應急服，但EVA太空服技術(shù)仍然只是比阿姆斯特朗和奧爾德林在1969年首次踏上月球時穿的太空服領(lǐng)先一小步。 值得稱道的是，現(xiàn)代太空服是了不起的設(shè)備。雖然它看起來像笨重的服裝，但太空服不亞于一個形狀像人的航天器。像航天器一樣，它使穿戴者活著，并提供對真空、熱、冷和輻射的保護，有些甚至還有推進系統(tǒng)。在所有這些的基礎(chǔ)上，這套衣服還具有機動性。
惱人的是，太空服要真正做到舒適或高效，還有很長的路要走。一個原因是，太空服必須包含有足夠壓力的空氣，以維持穿著者的生命。不幸的是，這將使太空服變成一個海星形的氣球，像汽車輪胎一樣難以彎曲。為了克服這個問題，太空服的關(guān)節(jié)處是由一系列恒定體積的風箱組成的。當這些環(huán)形結(jié)構(gòu)被彎曲時，空氣從一側(cè)轉(zhuǎn)移到另一側(cè)，使關(guān)節(jié)彎曲。 到目前為止還不錯，但這些關(guān)節(jié)很不舒服，它們需要努力彎曲，而且當宇航員停止用力時，它們想彈回原來的位置。德克薩斯A&M大學團隊的想法是用柔軟的機器人致動器取代這些波紋管，這些致動器做大部分的工作，使關(guān)節(jié)保持在所需的位置，并使航天服更舒適地適應。 目前，研究人員正在研究機器人膝關(guān)節(jié)的原型，并對照標準服和裸體的移動性進行建模。他們發(fā)現(xiàn)，這種執(zhí)行器可以在火星任務中節(jié)省大量的卡路里消耗，并使宇航員在工作中減少出汗。 研究人員最終的目標是將這些軟體機器人執(zhí)行器整合到一個帶有集成傳感器的自愈式全身太空服中。這種新太空服將提供額外的機械反壓（MCP）。這將使該太空服能夠在常規(guī)太空服的四分之一的氣壓下運行。這不僅會使太空服穿得更舒適，而且還會減少減壓病的危險，并減少在穿戴太空服之前預先呼吸純氧的需要。 “想象一下，穿著非常緊的Under Armour或非常緊的緊身褲，”研究生Logan Kluis說。“那種壓在你身上的壓力將取代或補充氣體壓力。因此，SmartSuit的想法是，它將同時使用機械壓力和氣體壓力。” 這項研究發(fā)表在《航空醫(yī)學與人類表現(xiàn)》上。 |
