Robotar kan köra på Mars slätter och kratrar, men tänk om vi kunde utforska klippor, polarkepsar och andra svåråtkomliga platser på den röda planeten och bortom? Designad av ingenjörer vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Kalifornien, en fyrbensrobot vid namn LEMUR (Limbed Excursion Mechanical Utility Robot) kan skala bergväggar, greppar med hundratals små fiskkrokar i var och en av sina 16 fingrar och använder artificiell intelligens (AI) för att ta sig runt hinder. I sitt sista fälttest i Death Valley, Kalifornien, i början av 2019, LEMUR valde en väg uppför en klippa medan han sökte igenom berget efter gamla fossiler från havet som en gång fyllde området.

LEMUR var ursprungligen tänkt som en reparationsrobot för den internationella rymdstationen. Även om projektet sedan dess har avslutats, det hjälpte till att leda till en ny generation av promenader, klättrande och krypande robotar. I framtida uppdrag till Mars eller isiga månar, robotar med AI och klätterteknik som härrör från LEMUR kan hjälpa till i sökandet efter liknande tecken på liv. Dessa robotar utvecklas nu, finslipa teknik som en dag kan bli en del av framtida uppdrag till avlägsna världar. Här är fem på gång:

En mekanisk mask för isiga världar

Hur navigerar en robot på en hal, isig yta? För Ice Worm, svaret är en tum i taget. Anpassad från en enda lem av LEMUR, Ice Worm rör sig genom att krypa och sträcka ut sina leder som en tummask. Roboten klättrar uppför isväggar genom att borra en ände i taget i den hårda ytan. Den kan använda samma teknik för att stabilisera sig själv samtidigt som den tar vetenskapliga prover, även på ett stup. Roboten har även LEMURs AI, gör det möjligt för den att navigera genom att lära sig av tidigare misstag. För att finslipa sina tekniska färdigheter, JPL-projektledaren Aaron Parness testar Ice Worm på glaciärer i Antarktis och isgrottor på Mount St. Helens så att den en dag kan bidra till vetenskapen på jorden och mer avlägsna världar:Ice Worm är en del av en generation av projekt som utvecklas för att utforska isiga månar av Saturnus och Jupiter, som kan ha hav under sin frusna skorpa.

En robotapa på tundran

Ice Worm är inte det enda tillvägagångssättet som utvecklas för isiga världar som Saturnus måne Enceladus, där gejsrar vid sydpolen spränger vätska ut i rymden. En rover i denna oförutsägbara värld skulle behöva kunna röra sig på is och sily, sönderfallande mark. RoboSimian utvecklas för att möta den utmaningen.

Ursprungligen byggd som en katastrofhjälpsrobot för Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), den har modifierats för att kunna röra sig i isiga miljöer. Smeknamnet "King Louie" efter karaktären i "Djungelboken, "RoboSimian kan gå på fyra ben, krypa, rör sig som en tummask och glider på magen som en pingvin. Den har samma fyra lemur som LEMUR, men JPL-ingenjörer bytte ut dess gripande fötter med fjädrande hjul gjorda av musiktråd (den typ av tråd som finns i ett piano). Flexibla hjul hjälper King Louie att rulla över ojämnt underlag, vilket skulle vara väsentligt på en plats som Enceladus.

Små klättrare

Mikroklättrare är fordon med hjul som är små nog att passa i en rockficka men tillräckligt starka för att skala väggar och överleva fall upp till 9 fot (3 meter). Utvecklad av JPL för militären, vissa mikroklättrare använder LEMURs fiskkrokgripare för att hålla fast vid grova ytor, som stenblock och grottväggar. Andra kan skala släta ytor, använder teknik inspirerad av en geckos klibbiga fötter. Geckolimmet, som ödlan den är uppkallad efter, förlitar sig på mikroskopiska vinklade hårstrån som genererar van der Waals-krafter - atomkrafter som orsakar "klibbighet" om båda objekten är i närheten.

Förstärker denna geckoliknande klibbighet, robotarnas hybridhjul använder också en elektrisk laddning för att hålla fast vid väggar (samma fenomen gör att ditt hår fastnar på en ballong efter att du gnuggat det på huvudet). JPL-ingenjörer skapade geckolimmet för den första generationen av LEMUR, använda van der Waals krafter för att hjälpa den att hålla fast vid metallväggar, även i noll gravitation. Mikroklättrare med denna självhäftande eller gripande teknik kan reparera framtida rymdskepp eller utforska svåråtkomliga platser på månen, Mars och bortom.

Ocean till Asteroid Grippers

Precis som astronauter tränar under vattnet för rymdpromenader, Teknik byggd för havsutforskning kan vara en bra prototyp för uppdrag till platser med nästan noll gravitation. Underwater Gripper är en av de gripande händerna från LEMUR, med samma 16 fingrar och 250 fiskkrokar för att greppa oregelbundna ytor. Den skulle en dag kunna skickas för operationer på en asteroid eller annan liten kropp i solsystemet. Tills vidare, den är kopplad till undervattensforskningsfartyget Nautilus som drivs av Ocean Exploration Trust utanför Hawaiis kust, där det hjälper till att ta djuphavsprover från mer än en mil under ytan.

En klippklättrande minihelikopter

Det lilla, solcellsdriven helikopter som följer med NASA:s Mars 2020-rover kommer att flyga i korta skurar som en teknikdemonstration, banar väg för framtida flyguppdrag på den röda planeten. Men JPL-ingenjören Arash Kalantari nöjer sig inte med att bara flyga; han utvecklar ett koncept för en gripare som kan tillåta en flygande robot att klamra sig fast vid Mars klippsidor. Sittmekanismen är anpassad efter LEMURs design:Den har klorfötter med inbäddade fiskkrokar som greppar sten ungefär som en fågel håller fast vid en gren. Medan där, roboten skulle ladda sina batterier via solpaneler, ger den friheten att ströva omkring och söka efter bevis på liv.