一个家庭建造了这辆博物馆级的好奇号火星车

卡米尔·贝蒂 10 岁时，她拆开了一个电视遥控器，把零件交给了惊讶的父亲罗伯特。接下来是一连串关于电路的问题。“我到了人生的某个阶段，觉得电子产品似乎很神奇，但我知道它们不是。”现年 13 岁的卡米尔说。“所以我开始拆开一些。我想知道里面是什么，它们是如何工作的。”罗伯特对此一无所知，于是他、卡米尔和他的另一个女儿吉纳维芙（现年 11 岁）在网上搜索答案。几周后，全家人利用新获得的知识制造出了他们的第一个机器人。

如今，位于北卡罗来纳州阿什维尔的 Beatty 夫妇的车库已然成为名副其实的机器人工厂。“我们制造了可以爬行的机器人、可以飞行的机器人、可以发射 BB 弹的机器人，以及可以在家中自主移动的机器人，”Camille 说道。Camille 负责机械加工和机械装配，而 Genevieve 负责焊接和接线。他们的一个项目甚至被搬进了纽约科学馆，每年有近 50 万游客可以参观它，并在模拟的火星景观中驾驶它。

贝蒂一家与博物馆的合作始于一个名为“勇气号二号”的机器人，这是一台由 500 个部件组成的六轮遥控机器，其外形与 NASA 的太阳能“勇气号”探测器十分相似。他们重新设计了探测器复杂的摇臂转向架悬挂系统，该系统可以越过高大的障碍物，并研究了专利，以复制能够让“勇气号”360 度旋转的独特传动装置。博物馆信息技术总监塞缪尔·利特 (Samuel Litt) 正在火星展览中寻找三轮“鼠标机器人”的替代品，这时他偶然在贝蒂工作室的博客上看到了“勇气号二号”的照片。“它看起来真的是一项令人印象深刻的技术，”利特说。“而我们的旧机器人只是慢慢地移动，看起来甚至不像你放在太空中的任何东西。”

在利特的请求下，贝蒂夫妇同意再造一个——这次做了一些修改。博物馆想要一个耐用的机器人，一次充电可以使用 9 个小时。它还需要显示红外视频，显示一块加热的岩石（这是对发现含水火星矿物的粗略但有效的模拟，这些矿物会反射红外线）。为了舒适地放入 250 平方英尺的展区，女孩们和她们的父亲还将新版本设计得比 Spirit II 小约三分之一。

贝蒂夫妇在轮子上安装了八个测距声纳传感器，以防止有人将机器人撞到墙上。他们还增加了一个绿色激光，以显示温度传感器测量的位置。6 月，贝蒂夫妇将这个机器人捐赠给了博物馆，博物馆将其命名为卡米尔。该家族还建造并捐赠了第二个机器人，名为吉纳维芙，配备了流线型电子设备和升级版摄像头。

自这些机器人首次亮相以来，来自世界各地的项目请求就纷纷涌入贝蒂家。如今，他们一家正在为布拉格的一家博物馆手工制作六种太空机器人，包括俄罗斯的月球车 Lunokhod。“女儿们做作业有时会让人很烦，”罗伯特说。“我宁愿和她们一起制作机器人。”

工作原理

可充电的 7.4V 锂离子电池具有 10,000 mAh 的电力容量，可储存足够一整天不间断移动的能量，甚至更多。太阳能电池板是真的，但在室内使用效果不佳。

探测车内的超高频无线电芯片可让博物馆游客无线操控探测车。工作人员还可以使用卡米尔（左）和吉纳维芙（右）曾为 BB 射击坦克机器人制造的无线电遥控器来操控机器人。

摇臂式转向架悬架使探测车的车轮能够越过一英尺以上的障碍物。伺服电机使每个车轮能够独立移动，并使机器人原地旋转 360 度。

另外两款 Beatty 作品

定制数控铣床
手动工具无法满足高质量机器人的切割需求，因此 Beattys 夫妇制造了一台计算机引导的铣床。水冷主轴以 24,000 rpm 的转速旋转，而三轴龙门系统移动主轴以雕刻金属、塑料和其他材料。

时间： 1年
费用： 2000美元

无线电报
当卡米尔和吉纳维芙开始用摩尔斯电码发送信息时，她们的父亲想出了一个更安静的主意：21 世纪的电报。他们将两个古老的电报键连接到 Arduino Nano 微控制器、超高频无线电和扬声器。这些设备可以通信距离最远达一英里。

时间： 2周
费用： 200美元

本文最初刊登于《大众科学》杂志2013年12月号。