第268章 教材也很为难！（7.2k）
“周教授，我们已经尝试了所有指令，手动控制、远程重启、紧急解锁都没有任何反应。”一名航天技术总院实验室的工程师焦急地匯报导。
周宇没有说话，他的目光锁定在屏幕上机器人八只机械腿的画面。
在他的设计中，这八只腿都採用了最先进的柔性仿生关节，可以在太空中进行最复杂的抓取和组装任务。
但现在，这些腿造型各异，就跟从克苏鲁神话中走出来的似的，看了会让人做噩梦那种。
这八只腿都採用了最先进的柔性仿生关节，能够在真空中进行最精细、最复杂的抓取和组装任务，它们本该是月球基地建设的基石，而不是现在这副失控的模样。
“关节扭矩实时监测数据呢？还有，热成像报告和惯性测量单元imu的数据全部调出来，我要看原始数据流。”
“周教授，数据在这里。”工程师迅速调出数据，屏幕被密密麻麻的曲线和数字覆盖“所有关节的扭矩在发出最后一次动作指令后，都瞬间升到设计上限，然后就”
完全归零了。”
“热成像显示，所有驱动电机都处於极低能耗的待机状態，並没有过载的跡象，imu
数据也同样诡异，机器人最后记录的姿態是完全静止的，姿態解算模块却一直在输出微小的、无规律的抖动。”
周宇眉头紧锁，这太反常了。
关节扭矩瞬间飆升至上限，通常意味著外部阻力过大，或者內部机构卡死。”
“如果真是这样，电机理应过载发热，热成像报告却显示它们是冷的，imu的微小抖动更让人费解，这不像是机械故障，更像是某种错误的姿態解算。
“傅教授呢？”周宇突然问道。这个项目是他们两人共同负责的。
他主攻结构和控制算法，而傅教授则负责月球环境下的材料和智能装配程序，这个机器人正在执行的任务，正是由傅教授编写的复杂装配程序。
工程师的脸上露出一丝为难：“傅教授——-他那边学校的事比较忙，耽误了一会儿，说马上就到。”
他点点头，將目光再次投向屏幕，开始一帧一帧地回放机器人最后一段视频。
视频里，机器人正在將一个模擬的巨大的月壤基体结构吊装到指定位置。
这个结构是一个复杂的蜂窝状碳纤维模块，在前期测试时，所有步骤都堪称完美，视频中，八只机械腿协同作业，动作流畅而精准。
“然而就在吊装的最后阶段，当基体模块即將与地面预埋的锚固点对接时，机器人突然停顿了一下，紧接著，八只机械腿像是抽搐一般，各自朝著不同的方向扭曲，最终定格在现在这种诡异的姿態。
“暂停！放大这里。”周宇指著画面中的一个细节。
工程师放大后，屏幕上显示出基体模块底部的一个锚固卡扣，就在机器人停顿的瞬间，这个卡扣微微颤动了一下，但很快又恢復了正常。
“再往前，回放三秒，慢速播放。”
视频再次回放。
三秒钟前，机器人正在调整姿態，准备最后的对接，八只机械腿各自调整著角度和高度。周宇的眼晴像扫描仪一样，捕捉著每一个微小的细节。
“停！傅教授来了。”工程师提醒道。
傅明，这位以机器人製造闻名业界的资深教授，步履匆匆地走进实验室，脸上带著一丝歉意。
“不好意思，学校那边有个紧急情况，怎么样了？情况很糟吗？”
“机器人完全离线，所有控制指令都无效，我们怀疑是结构卡死，但数据上又完全对不上。”
傅明看向屏幕，画面定格在机器人最后的诡异姿態上。
他皱起了眉头，这是他设计的装配序列，他比任何人都清楚每一个步骤的逻辑。
“这不应该啊，”傅明自言自语道，“我设计的装配序列是经过了上万次模擬的，所有的受力分析、姿態调整，都考虑了月球的低重力环境和月壤的颗粒特性，除非—·除非有什么我没有考虑到的外部干扰。”
“外部干扰？”周宇重复道，他突然有了一个大胆的猜测。“你说，会不会是，月尘？”
傅明一愣，隨即摇头。“月尘的影响已经考虑在內了。我们设计的关节有防尘罩，而且机器人腿部也安装了静电除尘装置。它在进入工作区前，就已经完成了全身除尘。”
“那好，我们重新审视一下数据。”周宇调出机器人的imu数据流，以及关节电机反馈的扭矩数据。
“傅教授，你看，这是最后几秒的数据。所有的关节扭矩在瞬间飆升到极限值，然后全部归零，热成像显示，电机完全没有过载发热。这说明实际的机械阻力並没有让电机真正出力。”
“这怎么可能？扭矩数据难道是假的？”傅明难以置信。
“不，数据是真的，它可能不是我们通常理解的扭矩。”周宇走到白板前，拿起笔，开始画图。
“我们设想一下，如果这个扭矩不是由机械阻力直接產生的，而是由某种错误的控制算法反馈呢？”
周宇在白板上画出“夸父”机器人的关节结构图，每一个关节都有三个自由度，由三个独立的电机驱动。
“傅教授，你在设计这个装配序列时，是不是为了提高效率，使用了多轴並行运动控制？”
“没错。”傅明点头。“单轴运动太慢了，而且容易引起姿態偏移。我设计了多轴联动，让每个关节的三个电机同时协同工作，以確保平稳和精准。”
“问题就在这里。”周宇用笔重重地圈出关节內部的一个压电陶瓷传感器。“为了实现高精度的姿態控制，你在这个关节中集成了压电陶瓷应变传感器，它可以在微小形变时產生电压，从而反馈给控制系统，用於姿態解算和力矩校正，对吗？”
“对啊，这是行业標准，也是为了確保精准度。”傅明疑惑不解。
“这当然是標准，但它在月球环境下，可能被一个我们忽略的因素影响了。”周宇將目光投向视频中的那个颤动的卡扣。“你还记得这个细节吗？它在卡扣接触时颤抖了一下。这个动作，可能在月球上，引发了我们预料之外的连锁反应。”
“什么连锁反应？”傅明的眼神中充满探究。
“你设计的装配序列，是让卡扣在对接时，通过微小的高频震动来消除摩擦力，从而確保顺利插入，对吧？”周宇问道。
傅明眼晴一亮：“没错！这种微振动辅助对齐技术，可以大幅提高装配成功率。在地球上，它已经经过了无数次测试。”
“这里是月球。”周宇的声音变得严肃起来。“地球上的微振动，在空气中会迅速衰减，別忘了，月球是高真空环境。”
傅明脸色骤变，他似乎已经明白了什么。
周宇继续解释道：“在月球的高真空环境下，你施加在卡扣上的微振动，並不会像在地球上有空气阻尼，反而会以极高的效率向周围结构传导。更要命的是，月球的低重力，意味著你施加的振动频率和能量，会通过机器人八只机械腿的复杂结构共振，被放大和扩散。”
“等一下，你说的是结构共振？”傅明喃喃自语。
“是的，不是普通的结构共振。”周宇在白板上画出更复杂的数学模型。“在地球上，空气阻尼和重力作用，会使机械臂的固有频率处於一个稳定的范围內。”
“但是月球的低重力环境，使得整个机器人的结构谐振频率发生了显著变化，你施加的微振动，其频率可能正好落在某个关键关节的固有频率上，或者更糟的是，它与多个关节的谐波频率重叠了！”
“这这不可能啊，我们模擬过所有情况！”
“你们模擬的是单一振动源，你有没有想过，当八只腿都在不同姿態，同时进行微调时，每个关节的压电陶瓷传感器，可能会因为这种多源结构共振，而產生偽信號？”
周宇继续在白板上写下公式：“当八只腿的结构共振频率相互叠加，它们產生的谐波信號，可能会被压电陶瓷传感器接收。这些传感器会產生一个虚假的应变电压。”
“这个电压信號，会被机器人內部的姿態解算模块误认为是来自外部的巨大阻力。”
“等等—”傅明瞪大了眼睛。“你是说，我的程序认为机器人被卡住了？”
“没错！”周宇欣慰地看著对方，终於听懂了。
“你的程序，为了防止机械结构在卡死时受损，设计了一个紧急自锁机制，一旦姿態解算模块反馈回来的数据，显示有某个方向的阻力超过了设定閾值，它就会立刻锁定所有电机，以防止进一步的结构损坏。”
“这就是为什么扭矩数据瞬间飆升到上限，电机却没有真正发热的原因，这个数据不是实际的物理扭矩，而是控制系统根据虚假应变信號计算出的虚擬扭矩。”
“所以-机器人其实並没有卡死，它只是被自己发出的结构共振偽信號欺骗了，以为自己卡死了，然后触发了自锁机制？”
“是的。”周宇肯定地回答。
“这就是为什么热成像显示电机是冷的，因为它们根本就没有发力。这就是为什么imu数据有微小的、无规律的抖动一一这是结构共振的残余能量在机器人內部传递，被imu
的惯性传感器捕捉到了。”
“它不是机械故障，而是控制系统被环境和自身设计叠加效应误导的结果。”
实验室里陷入了死一般的沉寂。
所有工程师都呆住了，他们反覆检查了数天的机械结构、电源系统、通讯链路，甚至连机器都敲鼓（盆子）拜过了，却从未想过问题出在结构共振和传感器偽信號上。
傅明恍然大悟：“我我竟然忽略了这一点。”
“我把重心放在了材料和增材製造上，而忽略了月球低重力下的复杂结构动力学，我们模擬的都是理想状態下的单体结构，却没有考虑多轴联动时，八个机械臂在月球环境下的耦合振动效应。”
“现在能解锁吗？”工程师紧张地问道。
“可以，既然我们知道了问题根源，只需要远程更新控制算法，禁用或调整那个过于敏感的紧急自锁机制，同时修改装配序列，將微振动辅助对齐技术的频率调整到不会引起共振的区间。”
“甚至，我们可以利用这个原理，通过注入反向相位信號来抵消掉这些共振，但那需要更复杂的算法，现在最重要的是让机器人恢復运作。”
周宇看向傅明：“傅教授，看来我们的月球实验室计划，需要增加一个全新的研究方向了，高真空低重力环境下的多体结构动力学与共振效应，这將会是一个全新的挑战。”
傅明微笑著点头：“周教授，你又一次证明了，你才是这个项目最不可或缺的大脑。”
“就是不知道这么优秀的大脑能不能复製一份。”
傅明认真的样子，让周宇打了个冷颤。
复製大脑干嘛？
搞湿件伺服器啊？
周宇想到这里，当即说道：“这个不行。”
傅明一愣，意识到他自言自语声音有点大后，连连道歉。
周宇將剩下的事宜交给了傅明。
他知道，现在问题根源已经找到，傅明完全有能力带领团队解决后续的算法修正，他得抓紧时间去督促太空发电站在轨设备测试的进度了。
临走前他说道：“傅教授，后面的工作就交给你了，先稳住机器人，然后慢慢优化。”
“放心吧，周教授，”傅明收起玩笑时的散漫，脸上是少有的严肃，“这次是我疏忽了，我不会再让它失控。”
周宇走后，傅明立刻投入了工作。他將团队分成两组：一组负责紧急算法补丁的编写，另一组则对所有歷史数据进行更深入的分析，试图找出更多潜在的结构共振点。
整个实验室进入了战备状態。
傅明像个上紧了发条的机器，每天工作超过十个小时，他深知，这次的故障不仅仅是技术上的失误，更是他作为总设计师的一次重大失职。
他不断在脑海中重演机器人失联的最后几秒，试图从每个数据点中榨出更多的信息，他利用多体动力学仿真软体，將所有八只机械臂在月球低重力下的姿態、受力、振动模式重新建模，並在模型中加入了周宇提出的高频微振动源。
模擬结果触目惊心。
在某些特定的姿態组合下，八只机械臂的结构谐振频率会发生级联，导致某些关节处的振动幅度被放大到设计阀值的几十倍，足以让压电陶瓷传感器產生巨量的虚假信號。
这验证了周宇的猜测，同时也让傅明感到一阵后怕一一如果周宇没有在如此短的时间內洞察到这个盲区，他们可能会在错误的排查方向上浪费更多的时间，甚至导致机器人因电量耗尽而永久性失联。
连续大半个月的奋战后，傅明终於带领团队完成了新的控制算法和装配序列。
他们將紧急自锁机制的閾值进行了调整，使其不再对低强度的虚假信號做出反应，同时，將微振动辅助对齐技术调整为脉衝式，而不是持续性高频振动，以打破共振的条件。
当一切准备就绪，指令通过电脑发送了。
实验室屏幕上，原本扭曲僵硬的机器人，在轻微的颤动中，重新恢復了正常的关节姿態，工程师们欢呼雀跃，傅明却只是长长地舒了一口气，仿佛卸下了千斤重担。
完成任务后，傅明没有多做停留，他回到了自己的学校燕京航空航天大学，简称燕航，作为国內顶尖的航空航天研究机构，燕航的天工实验室是傅明的心血所在。
他刚踏进办公室，就看到一个熟悉的身影正坐在他椅子的旁边，手里拿著一沓厚厚的试卷，正是他的老搭档、材料学院的袁教授。
“老傅，你终於回来了，赶紧来帮我一个忙。”袁教授的语气急切，他戴著老镜，额头布满了汗珠。
“什么事啊老袁，我刚回来，连口水都没顾上喝。”傅明有些无奈。
“帮我一个小忙，就一个！”
袁教授將手中的试卷往桌上一放，发出“砰”的一声。
“这不，你上次去航天院，我这边的《月球增材製造与结构力学》测试就撞上了，我一个人改不过来，尤其是这道大题，学生们写得千奇百怪，把我弄晕了，你可是这本教材的主编，你来改最合適，最快。”
傅明一听，心头一震。
这本教材是他和袁教授一起编的，而这门课程，正是他负责的月球复杂结构装配部分。
“行吧，上次我急著去航天院，你帮我代了一节课，我欠你个人情。”傅明笑了笑，他知道袁教授的为人，如果不是真的忙不过来，他也不会这样求助。
他坐下，拿起红笔，开始批改试卷。
作为主编，他改卷子的速度极快，每一页，他都只用几秒钟，就能精准地判断出学生对知识点的掌握程度，袁教授在一旁喝著茶，看著傅明的速度，不由得喷喷称奇。
“你说，现在的学生，怎么脑迴路都这么清奇呢？”
袁教授抱怨道：“那道大题，我给他们讲得清清楚楚，是关於月壤烧结基体在低重力环境下的结构力学的，可他们硬是能扯到量子力学上，我真是服了。”
傅明没有说话，只是专注於手中的试卷。他知道袁教授说的那道题，是整张试卷中最难、也最关键的一道。它要求学生不仅要掌握月壤烧结的材料特性，更要能分析其在月球低重力环境下，作为支撑结构时可能遇到的力学问题。
他改得飞快，直到翻到了一份试卷。
这份试卷的答题区域，写得密密麻麻，图文並茂，显然是个非常用功的学生。
当傅明的目光扫过那道大题时，他的笔尖微微停顿了一下。
他看到学生的答案，第一部分写得中规中矩一一高真空环境下振动衰减慢，可能导致局部振动能量积累，低重力下结构刚度降低，可能引起共振，振动频率与结构固有频率重合时，可能导致结构疲劳甚至断裂。
这些都是標准答案，袁教授改的时候，也应该是按照这个標准来打分的。
他想了想，继续往下改了。
他改完了所有的卷子，递还给袁教授，脸上带著一丝疲惫。
“改得真快，老傅，多亏你了。”
袁教授笑眯眯接过卷子，没有多看，便將它们锁进了柜子里，准备第二天交给助教分发给学生。
三天后，测试成绩公布。
学生们在看到自己的卷子后，炸开了锅，那道最难的大题，许多人都得到了意想不到的分数。
一个叫张晨的学生，拿著自己的卷子，一脸困惑地找到了助教。
“老师，这道题，有两个？”
助教接过卷子一看，也愣住了。
那道大题，学生写的第一个答案，打了一个大红色的勾，这是袁教授的笔跡。
而他手中另外一张卷子上的一个答案，写的內容和刚才的完全不一样，上面也是一个大大的红勾。
“这这是怎么回事？”助教也搞不清楚状况。
整个班的学生们纷纷猜测，这道题可能是有两位老师批改的，可两位老师的评判標准却完全不同。
到底谁错了？
有些学生不免好奇了起来。
对於他们来说，答案是什么都是次要的，他们就想看看是不是袁教授出错了。
这个问题最终传到了袁教授那里。
当他看到学生们的卷子时，也懵了。
他找到了傅明，语气复杂地问道：“老傅，你-你到底是怎么改的卷子，这跟教材上讲的不一样！”
“学生都在说是不是教材上出错了。”
“你这让教材也很为难啊！”
“难不成你想修改教材？”
傅明只是笑了笑，没有直接回答。
他知道，袁教授迟早会发现这个秘密，他没有多说，只是找出了那份满分答案卷放在了袁教授的面前，指著学生的答案。
“老袁，这道题，依照標准答案来说那就是错的，这个学生的答案，是最接近未来的答案。”
“什么最接近未来的答案，老傅你装神弄鬼的。”
傅明哈哈一笑，看了看时间，说：“走，一会儿你就知道了。”
他没有给袁教授解释，拉著他径直走向了休息室。休息室里，巨大的屏幕正播放著新闻频道，屏幕上赫然是熟悉的扶摇號运载火箭，正在发射塔架上进行最后的准备。
“老傅，你拉我来看这仆干嘛？”袁教授有你不耐烦，“这不就是一次常规的卫亢发射吗？这滴卷子有什么关係？”
“別急，再等等。”傅明笑而不语，他知道，接下来的画面会让袁教授彻底明白。
隨著指挥中心的倒计时，火箭的发动机喷出炽热的火焰，巨大的轰鸣声震动著屏幕，扶摇號平稳地拔地而起，直衝云霄。
袁教授的目光锁定在画面上，他看了一辈子的火箭，不过每次看到这壮观的景象，內心依然会激盪不已。
“老傅，这次发射的是什么卫亢？我没关注。”袁教授隨口问道。
“这次发射的，不是常规卫亢。”傅明终於开口了，他的声音带著点骄，“是太空太阳能电站的在档组装模块。”
袁教授一愣：“太空电站？这这不是还在设计阶段吗？”
“以前是。”傅明微微一笑，“但这次，我们正式开始第一阶段的验证性组装了。”
就在这时，屏幕上的画面切换到了火箭的有效载荷舱分离过程，只见一仆巨大的、由摺叠式桁架滴柔性光伏电池阵组成的模块，缓缓从火箭顶端弹出，这套装置的结构异常复杂，充满了各种可展开、可锁定的关节。
“这这结构—”袁教授瞪大了眼晴，他作为结构力学专家，一眼就看出了这套装置的复杂性滴挑战性。
“没错，这仆装置，是在档机器高组装的。”傅明的声音低沉下来，他指著屏幕，“看到那你关节了吗？为了確保它们在太空中顺利锁定，我们必须使用用频振动辅助对接技术。”
袁教授的呼吸变得急促起来。他死死盯著屏幕，脑海中浮现出那道他自己出的考题：“当机器高使用用频振动辅助对接技术时，月球用真空低重力环境下，支撑结构可能出现的非预期结构力学问题“老袁，你猜得没错。”
“这套在档装置，在真空环境下，微小的振动会引起结构共振，导致传感器產生错误的信號，让机器高误判，甚至自锁。”
“等等—”袁教授猛地转过头，看向傅明，“你的意思是，你们的在档机器高，也可能..—·？”
“是的，它也可能因为错误的传感器信號而失控，周教授亨醒了我们，我们在它的控制程序里，增加了一仆新的功能。”
“当这你传感器监测到共振引起的异常应变信號时，”傅明一字一顿地说，他的目光灼灼，“系统会自动向结构中注入一仆与佰振动相位相反的抵消信號，从而抵消共振，保持结构稳定。”
袁教授的瞳孔猛地收缩，他愣住了。
这不就是那仆学生在试卷上写下的答案吗？那仆他认为“天马行空”、“不可宝准”而打叉的答案！
看著屏幕上的画面，袁教授只有一种想法。
完球了，这次真的要改教材！
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