圖為柔性臂機器人在鏡泊湖火山地下熔巖管道現(xiàn)場工作。張春祥攝（人民視覺）
在地球上如何開展月球與行星科學研究？有一種途徑是，在地球上特定區(qū)域，尋找最具代表性的“類行星環(huán)境”，建立教學實習基地。
今年6月，北京大學牽頭，聯(lián)合浙江大學、哈爾濱工業(yè)大學、南方科技大學、北京智源人工智能研究院、龍軟科技、數(shù)字綠土等多所高校及研究機構(gòu)，與黑龍江省牡丹江市鏡泊湖管委會深入合作，在鏡泊湖火山地下熔巖管道，建立了“類月球地下空間”教學實習基地，為深空探測積累關(guān)鍵技術(shù)儲備。
行星科學是深空探測的重要科學支撐，其發(fā)展水平對深空探測的國際話語權(quán)有重要影響。在這一背景下，北京大學聯(lián)合國內(nèi)多所高校，推進行星科學野外實踐教學改革創(chuàng)新，將“比較行星學”的視角引入野外實習課程。
月球作為地球的天然衛(wèi)星，其表面環(huán)境極端惡劣，而月球地下空間則因環(huán)境相對穩(wěn)定而兼具科研與戰(zhàn)略價值。鏡泊湖的火山熔巖管道是地球上最接近月球地下環(huán)境的地質(zhì)構(gòu)造之一。該基地的教學科研工作具有鮮明的科學與工程的交叉特色，涵蓋地質(zhì)勘查、地下結(jié)構(gòu)CT成像、具身智能巡檢、數(shù)字孿生等前沿領(lǐng)域。
北京大學地球與空間科學學院、計算機學院和城市與環(huán)境學院等39名本科生分組開展了協(xié)同作業(yè)。他們首先布設(shè)了由北京大學雙創(chuàng)團隊自主研發(fā)的節(jié)點式地震儀，利用地震波CT成像技術(shù)構(gòu)建熔巖管道三維模型。隨后，操控團隊自主研發(fā)的柔性多形態(tài)機器人深入洞穴，進行激光點云掃描與成像建模。
針對復雜崎嶇地形條件，研究團隊研發(fā)了兩款探測機器人原型機：一款是“食蟻獸”柔性臂機器人，采用了柔性機械臂與剛性移動平臺結(jié)合的創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計，側(cè)重于在復雜環(huán)境中自主探索與多功能操作；另一款是“蠑螈”可變形軟體輪足機器人，善于在復雜地形中靈活移動與環(huán)境勘查。我們希望借助“類月球熔巖管環(huán)境”實地測試兩款原型機的性能，為深空探測中的具身智能技術(shù)發(fā)展提供關(guān)鍵支撐。
北京大學還聯(lián)合西北大學、香港大學、中南大學等高校，在遼寧省鞍山市岫巖滿族自治縣的隕石坑，建立了“隕石坑比較行星學”教學實習基地。隕石坑是太陽系天體表面的普遍特征，對我國境內(nèi)隕石坑的深入研究，能為理解其他天體的撞擊坑特征提供重要的地球參照。
“類行星環(huán)境”系列教學實習基地的建設(shè)，不僅為行星科學教學與科研提供了平臺，更以“地球版月宮”為切入點，向“太空采礦”等月面資源原位利用技術(shù)邁出堅實步伐。接下來，相關(guān)團隊還計劃圍繞熔巖管探測與數(shù)字孿生建模、行星資源探測和開發(fā)、機器人集群自主協(xié)同仿真訓練等課題展開攻關(guān)，為載人登月任務(wù)、月球國際科研站建設(shè)提供驗證場景和技術(shù)儲備。
總體來看，“類行星環(huán)境”系列教學實習基地的建設(shè)令人期待，正如中國科學院院士、西北大學—香港大學地球與行星科學聯(lián)合中心主任趙國春所說，“這將成為行星科學研究的創(chuàng)新試驗田，助力我國在月球和其他行星科學領(lǐng)域研究的發(fā)展，并激發(fā)更多人對宇宙探索的興趣和熱愛。”
（李嘉琪 作者為北京大學地球與空間科學學院研究員）
《 人民日報 》（ 2025年08月23日 06 版）
（責任編輯：蔡文斌）
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