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九月，在加州理工学院的水池测试中，一个机器人的原型被设计用来探索冰冷卫星的地下海洋。有限公司
由美国宇航局喷气推进实验室进行的测试显示了一项任务的可行性
除了一群微型游泳机器人。美国国家航空航天局/姓名
在一个竞赛游泳池里，工程师们测试了一个未来主义任务概念的原型：一群可以在海洋世界寻找生命迹象的水下机器人。
当美国宇航局的木卫二快船在2030年到达目的地时，该航天器将准备在49次飞掠中将一系列强大的科学仪器瞄准木星的卫星木卫二，寻找卫星冰壳下的海洋可能维持生命的迹象。虽然10月14日发射的这艘宇宙飞船携带着NASA向外太阳系发送的最先进的科学硬件，但团队已经在开发下一代机器人概念，它们可以深入到木卫二和其他海洋世界的水深处，使科学进一步发展。
这就是名为SWIM的海洋探索任务概念的由来。该项目是“独立微型游泳者传感”（Sensing With Independent micro - swimming）的简称，它设想了一群由几十个手机大小的自行推进的游泳机器人组成的群体，一旦由融冰的低温机器人送到地下海洋，它们就会缩小距离，寻找可能存在生命的化学和温度信号。
潜入水下机器人测试与美国宇航局未来的游泳（传感与独立的微型游泳）公司
2024年9月，一群微型机器人探索冰冷世界的地下海洋，并看到喷气推进实验室团队在加州帕萨迪纳加州理工学院的一个游泳池测试原型。美国国家航空航天局/姓名
“人们可能会问，为什么美国宇航局要开发用于太空探索的水下机器人？这是因为我们想要在太阳系中寻找生命，我们认为生命需要水。因此，我们需要能够在离家数亿英里的地方自主探索这些环境的机器人，”美国宇航局南加州喷气推进实验室SWIM项目的首席研究员伊桑·谢勒说。
在喷气推进实验室的开发中，SWIM概念的一系列原型最近在帕萨迪纳加州理工学院一个25码（23米）的竞赛游泳池中进行了测试。结果令人鼓舞。
SWIM团队的最新迭代是一个3d打印的塑料原型，它依赖于低成本的商业制造的电机和电子设备。原型机由两个螺旋桨推动，有四个襟翼用于转向，展示了控制机动、保持和纠正航向的能力，以及来回“割草机”的探索模式。它自主地管理所有这些，没有团队的直接干预。机器人甚至拼出了“J-P-L”。
为了防止机器人需要救援，它被绑在一根鱼线上，每次测试时，一名工程师拿着一根鱼竿沿着水池小跑。在附近，一位同事在一台笔记本电脑上查看机器人的动作和传感器数据。该团队在水池和喷气推进实验室的一对水箱中完成了20多轮不同原型的测试。
最终设想的模型
ned SWIM机器人（右）坐在一个装有海洋成分传感器的胶囊旁边。该传感器于2023年7月在阿拉斯加冰川上通过jpl领导的一个名为ORCAA（海洋世界勘测）的项目进行了测试
天体生物学类似物的诞生和表征)。美国国家航空航天局/姓名
“从头开始制造一个机器人，并看到它在相关环境中成功运行，这真是太棒了，”谢勒说。“一般来说，水下机器人都非常困难，这只是我们为海洋世界之旅做准备的一系列设计中的第一个。”但这证明我们可以制造出具有必要能力的机器人，并开始了解它们在地下任务中会面临什么样的挑战。”
在大多数泳池测试中使用的楔形原型长约16.5英寸（42厘米），重5磅（2.3公斤）。按照太空飞行的设想，这些机器人的尺寸将比现有的远程操作和自主水下科学飞行器小三倍。这种手掌大小的游泳器将采用小型化的专用部件，并采用一种新型的无线水声通信系统来传输数据和三角定位。
这些小机器人的数字版本进行了自己的测试，不是在游泳池里，而是在计算机模拟中。在与他们可能在木卫二上遇到的压力和重力相同的环境中，一群5英寸长（12厘米长）的虚拟机器人反复寻找潜在的生命迹象。计算机模拟有助于确定机器人在未知环境中收集科学数据的能力的极限，并导致算法的发展，使群体能够更有效地探索。
模拟还帮助团队更好地了解如何最大化科学回报，同时考虑到电池寿命（长达两小时），游泳者可以探索的水量（约300万立方英尺，或86,000立方米）以及单个群体中的机器人数量（12个，分四到五波发送）之间的权衡。
此外，亚特兰大佐治亚理工学院的一个合作团队制造并测试了一个海洋成分传感器，该传感器可以使每个机器人同时测量温度、压力、酸度或碱度、电导率和化学成分。该芯片只有几毫米见方，是第一个将所有这些传感器集成在一个小封装中的芯片。
当然，这样一个先进的概念还需要几年的工作，其中包括为未来可能的飞行任务做好准备。与此同时，Schaler设想，SWIM机器人可能会进一步发展，可以在家里做科学工作：支持海洋学研究或在极地冰下进行关键测量。
加州理工学院为美国宇航局管理喷气推进实验室。JPL的SWIM项目由NASA空间技术任务理事会下的创新先进概念（NIAC）项目的第一阶段和第二阶段资金支持。该计划通过资助早期研究来评估可能改变NASA未来任务的技术，从而培养太空探索和航空航天领域的远见卓识。美国政府、工业界和学术界的研究人员都可以提交提案。
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