11、行星漫游车的模拟、认知与智能集成

行星漫游车的模拟、认知与智能集成

1. 受大脑启发的认知

在明确的设计过程之前，科学家会根据科学目标设定有效载荷和移动性等规格，随后工程师设计出符合这些要求的漫游车。在运行阶段，科学团队会与工程团队合作安排漫游车任务。两个团队会在模拟平台上进行验证后轮流控制漫游车。在这个过程中，人机界面（HMIs）起着至关重要的作用，它能将科学家和操作员的智慧融入到漫游车中。

在探索任务执行期间，科学家在多个方面发挥着重要作用：
1. 下达任务指令
- 科学家根据科学目标和工程师的建议，标记出感兴趣的目标。
- 基于这些目标，制定可接受的任务计划，并指示漫游车执行特定操作。
- 分析从漫游车下传的资源，获得丰硕的实验成果。例如，精神号（Spirit）漫游车在多个地点收集了丰富的实验数据，科学家通过分析这些数据，发现了富含碳酸镁铁的露头；机遇号（Opportunity）探测到揭示古代环境条件的特征，其显微镜观测表明古代子午线平原曾有丰富的酸性地下水和偶尔的地表液体流动等。
- 着陆点的选择对漫游车任务的成功和科学发现的丰富程度也非常重要。
2. 分析地形特性
- 科学家分析地形的物理和机械特性，这些实验结果对于确定行星漫游车的轮地相互作用力学至关重要。
- 有许多与可通行性相关的地形属性参数，如颗粒大小、密度、内聚力、内摩擦角和承载强度等。
- 通过模拟和优化控制策略，可以利用这些属性参数估计地形的可通行性。例如，根据旅居者号（Sojourner）漫游车获得的实验数据，研究人员对火星表面沉积物进行了特征描述，发现其类似于地球上的中等密度土壤。