在加利福尼亚州南部的科罗拉多沙漠的荒凉地带，一辆紧凑的四轮探测车最近在工程师团队的最小干预下行驶了大约 16 英里（26 公里）。它被称为 ERNEST（极陡坡地形导航探索探测车），这个原型机正在被 NASA 用于推进机器人自主性以及穿越具有挑战性的地形的能力。ERNEST 在 NASA 的喷气推进实验室开发，长 4 英尺（1.2 米）。它不仅能够抬起每个网状轮子以跨越阻碍好奇号和坚韧号（NASA 的六轮火星探测车）的障碍物，而且该原型机还具有增强的独立决策能力。这些机动性和自主性方面的进展可能会融入到未来的任务中，前往红色星球或月球上以前无法到达的区域。ERNEST 作为未来月球探测任务的测试平台，该任务需要高速度和极大的行驶距离。在最近的实地测试中，该原型机在 37 小时内行驶了 16 英里，达到 NASA 当前火星探测车导航的最高速度的一个数量级。图片来源：NASA/JPL-Caltech 在实地，ERNEST 作为未来潜在月球任务的测试平台，该任务需要比当前探测车能够完成的更高速度和更大里程。这项技术可以用来为未来的月球及其它探索工作设计提供信息。JPL 的首席技术专家 Issa Nesnas 表示：“这项测试正在帮助我们优化机动性硬件和自主软件，以便在预计的月球上穿越广泛的地形和光照条件下进行极端距离的导航。”Nesnas 的团队正在使用 ERNEST 来展示可以构建一个是原型机两倍大的探测车，能够进行远距离月球任务。在最近的活动中，ERNEST 在 37 小时的驾驶过程中以最高 0.6 英里/小时（1 公里/小时）的速度行驶，经过七天的间歇测试。这是超越坚韧号和好奇号能导航的最高速度的一个数量级。JPL 行星科学家 James Keane 表示：“你可以用这辆车在月球或火星上进行科学公路旅行。”开发 ERNEST 的团队的初衷是机械上的：设计一个相对简单、低成本的探测车，以推进自 NASA 的索杰纳以来每个火星探测车都使用的可靠摇杆式悬挂系统。这种被动系统由于枢轴点和支杆，使六个轮子上保持相对恒定的重量，能够适应变化的表面。JPL 为 ERNEST 原型车开发的机动性和自主性方面的进展可以融入到未来 NASA 任务中，前往红色星球或月球上以前无法到达的区域。图片来源：NASA/JPL-Caltech 在 ERNEST 上，主动悬挂系统让探测车能够管理轮子之间的重量分配。前面有两个驱动关节，可以使系统运作，以不同的步态行驶，例如扭动、轮子行走和攀爬障碍物。通过离合机制，它可以在主动和被动悬挂之间切换，被动悬挂虽然不太适合地形，但更节能。ERNEST 拥有四只可转向轮，能够朝任何方向行驶，包括侧行。“我们开始假设，我们能够在设计行星表面机器人机动系统上做得更好，”JPL 的首席技术专家 Hari Nayar 说，他领导了 ERNEST 团队。“尽管摇杆式悬挂系统在过去 30 年中非常成功，但在这段时间对机动性和地形交互的理解有很多研究。”在到达今天版本的 ERNEST 之前，团队构建了两个早期原型，每个约 2 英尺（0.6 米）长，以测试 11 种主动悬挂配置。他们在装满月球土壤模拟物的运输车上进行了实验，测试不同的坡度，经过数月的测试，最终确定了设计方案。然后，团队进行了规模扩展，增加了一个安装在 4.5 英尺高（1.4 米高）桅杆上的矩形头部。硬件于 2024 年 9 月完成，但探测车仍然需要人类操作员使用摇杆控制，发出指令指导探测车如何越过障碍。为了训练探测车独立思考，ERNEST 团队转向强化学习，这是一种人工智能，通过与环境交互来学习。JPL 的动力学与实时仿真实验室开发了一个高保真的虚拟测试环境，以复制探测车的行为。团队将收集到的数据输入到模拟器，这些数据由工程师记录，详细描述实际探测车硬件对各种地形类型的反应。在高性能计算集群上，团队同时运行许多次模拟，有时会完全完成。