“机器人群”未来可能在火星上为人类建造地下避难所

这听起来像科幻小说里的东西。在一个欧洲团队的地外建筑方案中，成群的自主合作机器人将在火星上挖掘和加固类似蚂蚁的地下殖民地，供人类居住。

欧洲航天局最近向荷兰代尔夫特理工大学机器人建筑实验室的工程师团队提供了一笔资助，用于研究机器人群如何建造此类建筑。本月，该实验室的创始人兼现任负责人、工程师亨丽埃特·比尔 (Henriette Bier) 公布了其团队概念的一些初步细节，该概念将使用 Zebro 机器人在这颗红色星球上挖掘地下住房网络，并用火星 3D 打印混凝土加固。

该项目目前基本处于概念阶段，但实现该项目的技术已经在地球上出现，亚利桑那大学机器人研究员 Jekan Thanga 说道。他没有参与代尔夫特团队，但专门研究外星技术。不过，他说，“在外星上实现这个项目又是另一个挑战。”

对于未来想要定居火星的人类探险者来说，火星上存在着许多危险。从高强度的电离辐射到剧烈的昼夜温差，长期居住者需要的不仅仅是一顶坚固的帐篷才能舒适地生活。住在地下几米的地方可以阻挡大部分辐射，并提供更稳定的温度。

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亚马逊尚未提供免费送货到火星的服务，因此将建筑材料运到火星仍然非常昂贵。因此，研究人员正在研究在建造火星栖息地时尽可能多地使用当地材料的方法。

Zebro 机器人也是在代尔夫特开发的，占地面积只有一张纸那么大，它会以螺旋式向下的方式挖掘隧道，并在挖掘过程中用混凝土加固墙壁。利用当地丰富的资源，可以将水泥与挖掘出来的部分灰尘和岩石混合，在现场制作混凝土。一些机器人会挖掘，而另一些机器人会用自主生成的 3D 打印结构加固墙壁。

Bier 的团队由她的学生和代尔夫特大学的其他机器人学教师组成。她说，她和她的团队利用 3D 打印技术“一直在开发多孔材料设计”，这样可以加快施工速度并更有效地利用材料。空口袋还可以提供更好的隔热效果。除了纯粹的优化之外，3D 打印还可以实现人工智能设计出非常规、多功能的设计形状。

比尔说，在未知的火星地形上挖掘和建造“绝对是一个挑战”。机器人必须适应严酷而混乱的地形——但人工智能可以实现这一点，她说。机器人群很有用，因为它们可以相互通信，同时执行多项任务，并且在一个成员无法操作时继续运行。

这与白蚁的合作方式类似。“它们以团队形式工作，但如果你杀死了其中一只白蚁……整个团队仍能继续生存，”Thanga 说道。

该项目不适合第一批火星定居者，他们可能需要一些临时和模块化的东西。由于这些地下殖民地需要混凝土，因此首要任务是建造生产混凝土的基础设施——最好还有更多的机器人。

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Thanga 表示，NASA 和其他组织已经研究过火星上各种可能的避难所，包括用沙袋或冰块建造房屋的想法。但深层地下结构提供了更持久的选择，而且需要的水很少——在如此干燥的星球上，水是一种宝贵的资源。

比尔说，建筑行业通常比较保守，因此尚未认真投资机器人或 3D 打印房屋等新技术，而一些初创公司正在研究这些技术。她提到了 ICON 公司，该公司在短短几天内就建造了廉价的混凝土房屋，并正在考虑在月球上 3D 打印建筑。2019 年，NASA 还举办了 3D 打印栖息地挑战赛，参赛团队竞相设计可持续的外星生活住房设计。

她希望地球上这些技术的发展将促进外星技术的进步，而外星技术反过来又能促进地球的进一步进步。

增加群体技术可以进一步扩大这些进步。Thanga 说，人类使用群体社会逻辑已有数千年历史。一群罗马士兵可以联合起来形成乌龟队形，四面都有盾牌掩护，以击败没有组织但装备类似的敌人。“他们就这样变得无敌了，”Thanga 说。也许有一天，火星上的机器人群体也能取得类似的成就。