德国VaMEx-ARES项目：机器人群将在无GPS条件下探索火星

德国研究人员正在开发一套导航系统，未来可让自主机器人群在不依赖GPS的情况下探索火星。这项工作属于VaMEx-ARES项目，是由德国航空航天中心（DLR）德国航天局协调的VaMEx计划的新阶段。

维尔茨堡大学的子项目获得了DLR约140万欧元的资助，为期三年，于2026年10月初启动。项目由空间技术教授哈坎·卡亚尔（Hakan Kayal）和卫星通信与雷达系统教授吉多·迪特尔（Guido Dietl）共同领导，两人均来自该校计算机科学研究所，并隶属于维尔茨堡跨学科地外研究中心（IFEX）。

机器人如何在没有GPS的情况下定位

火星没有类似地球GPS的导航卫星网络，这使自主探索格外困难。正在开发的解决方案将恒星与太阳传感器的测量数据，与部署在地表的一组无线电信标提供的位置数据结合起来。

超宽带（UWB）技术将同时用于精确测距和确定相对于各信标的角度。综合所有测量数据，机器人即使在崎岖地形中，也应能自主、可靠地计算自身位置和行进方向。

目的地：水手谷

VaMEx计划自2012年启动，现已进入第四阶段，其目标是探索火星上长约3000公里的峡谷系统——水手谷（Valles Marineris）。设想是让飞行、步行和轮式机器人组成的群体协同工作，调查这一区域，包括可能存在于地表之下的洞穴。

SkyCAM与地球测试

工作的第二个重点是SkyCAM，这是卡亚尔团队开发的相机系统，可自动探测天空中的短暂现象，如闪电、云层形态和流星。该系统正在适配，以集成到雅努斯（Janus）火星车上，并将在奥地利空间论坛组织的AMADEE-27模拟任务中进行测试，任务定于2027年4月5日至18日在葡萄牙蒙萨拉什举行。

团队计划在测试期间部署两到三个SkyCAM站点。通过从不同位置记录同一移动物体并同步数据，这些相机可以帮助估算物体的距离、速度和飞行轨迹，并协调机器人群的行动。

VaMEx-ARES联盟还包括来自不来梅大学、德国人工智能研究中心（DFKI）、不伦瑞克工业大学、埃尔朗根-纽伦堡大学和亚琛工业大学的研究团队。

需要明确的是这项工作所处的阶段：相关技术尚未准备好用于火星任务。研究人员将首先把导航与传感系统集成到机器人群中，并在模拟任务和实地测试中于真实条件下加以验证。

头图：火星上的水手谷峡谷。图片来源：NASA/JPL-Caltech，经由Nanowerk。

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作者：Muse