24、太空定居用自复制机器人概念验证与椎间螺钉实验研究

太空定居用自复制机器人概念验证与椎间螺钉实验研究

1. 椎间螺钉实验研究

在脊柱相关的实验研究中，开发了简化负载模拟器（SLS）用于实验测试。该模拟器与通用机械测试机配合使用效果良好。脊柱能够承受拉伸、压缩、弯曲、屈伸扭转载荷以及旋转运动。

椎间螺钉的配置十分出色，它在植入后不允许旋转或滑动，能够确保完美的锚固。所提出的假体除了能提供稳定性外，还能承受3000N的力而不发生形状改变。这意味着如果植入该装置，患者大约能够承受200kg的负载。不过，脊柱的稳定程度取决于所使用的假体，主要包括其形状、材料以及植入时患者的个人特征。目前提出的假体还需要通过有限元分析、体内测试等进行更多类型的测试，甚至需要提出新的螺钉形状和配置。

2. 太空定居用自复制机器人

2.1 背景与目标

自太空时代开启以来，人类就计划探索并殖民太阳系中多数行星和卫星，其中月球和火星是主要目标。在大多数月球基地概念中，生命支持系统至关重要。若要实现太空定居和殖民并逐步摆脱对地球的依赖，利用当地资源提供可呼吸的大气、水、食物和住所是关键问题。

农业对太空基地的可持续发展至关重要，但农业劳动密集，使用单个机器人完成所有任务不现实，而从地球运送大量机器人成本高昂。因此，提出了原位资源利用（ISRU）的概念。本项目旨在实现一个部分自复制的移动机器人（SRR），它可以监测并协助种植植物，利用植物纤维构建另一个SRR的框架，除电子元件外，可通过种植植物复制机器人，能替换新机器人约30%的重量。

2.2 自复制机器人架构

项目的主要目标有两个：一是证明机器人的一些结构部件可以由植物纤维制成；二是证明机器人系统能够自动化