核心概念
数学
物理
导航
编程
太空
引言
科学家和工程师如何控制在数百万英里外的其他星球上行驶的机器人？这远没有像在地球上驾驶玩具遥控汽车那么容易。在这个活动中，您将体验到驾驶您看不到的“机器人”时面临的一些挑战！
背景
美国已在火星上着陆了四辆机器人探测车：1997年的“索杰纳号”，2004年的“勇气号”和“机遇号”，以及2012年的“好奇号”。这些探测车被赋予了越来越多的自主权，这意味着它们能够自行决定如何绕过障碍物。它们通过使用车载传感器（如摄像头和激光）来检测障碍物，并使用计算机来解释它们所看到的内容。然而，地球上的科学家仍然需要向探测车发送关于去哪里的指令。起初您可能会认为这就像驾驶遥控汽车一样，但有一个问题：火星非常遥远，离地球非常遥远。即使光速也不足以让指令毫无延迟地到达那里。根据行星绕太阳运行的位置，信号从地球到达火星可能需要8到20分钟。这意味着发送指令到探测车并获得响应的往返时间长达40分钟！你能想象玩电子游戏时，每次按下控制器上的按钮都要等待40分钟才能看到发生了什么吗？
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由于这种延迟，当科学家驾驶探测车时，他们需要一次性上传一系列指令，以确保探测车不会撞毁。这需要提前仔细规划路径。在这个活动中，您将与两名志愿者一起模拟在操作员和探测车之间发送指令——并找出一些挑战和解决方案。
材料
两名志愿者
两个相邻的房间
大型物体，用作障碍物，例如家具或箱子
纸和铅笔
两部具有视频聊天功能的智能手机或平板电脑（可选）
准备工作
您的志愿者之一将在本次活动中闭着眼睛走动。从其中一个房间中移除任何潜在的危险障碍物，例如尖锐物体或可能绊倒他们的电线。
自己规划一条穿过这个房间的路径，从起始位置到终点位置。例如，如果房间里有两扇门和一张桌子在中间，请计划如何从一扇门走到另一扇门，绕过桌子。写下精确的指令，以遵循这条路径。给每个命令编号。例如，“1）向前走一步。2）向右转。3）向前走两步。4）向左转……”
您将成为探测车“操作员”。为您的两位志愿者分配角色。其中一位将是“探测车”，另一位将是“信使”。
步骤
将“探测车”放置在第一个房间的起始位置。这个人现在必须闭上眼睛并保持闭合。不准偷看！
与信使一起进入另一个房间。确保你看不到探测车。
将您的第一个命令悄悄地告诉信使。确保您足够安静，探测车听不到您说话。
信使现在应该走到另一个房间，并将命令告诉探测车。探测车应完全按照命令执行，但要让他们小心地慢慢走（以避免任何脚趾踢到或胫骨撞到）。当探测车移动时，信使应留在与探测车相同的房间内。
然后，信使应返回您这里以获取下一个命令并重复该过程。您不得更改命令——坚持您写下的内容！
继续一次发送一个命令，直到探测车到达终点位置，或者直到它“撞毁”（例如，撞到一件家具或墙壁）。
如果您的探测车到达了终点，恭喜您！现在您可以切换角色或尝试添加更多障碍物，使路径更长或更复杂。在您的探测车撞毁之前，您可以使路径变得多么复杂？
如果您的探测车撞毁了，请不要担心！与您的志愿者交谈，尝试找出问题所在。例如，可能您的步幅大小不同。在这种情况下，您可能需要修改您的指示，说“迈大步”或“迈小步”，然后重试。您需要尝试多少次才能使您的探测车从起点到达终点而不会撞毁？
额外内容：如果您有两部装有视频聊天应用程序的手机或平板电脑，请让探测车志愿者拿着其中一部，以便您可以看到他们面前的东西（同时仍然保持闭着眼睛）。现在您可以看到探测车看到的东西。您可以根据您通过视频聊天看到的内容，一次发出一个命令，而不是提前写下所有命令。除了移动命令外，您还可以发出命令来控制摄像头，例如“将摄像头向下指”。这使导航更容易还是更难？
观察和结果
您可能会发现这项活动起初非常困难！您可能很想作弊并在中途修改您的命令，或者探测车可能想睁开眼睛。您可能会遇到问题，例如探测车的步幅比您的大或小，或者探测车没有进行精确的 90 度转弯。重要的是“校准”探测车的运动，以便在您发出命令时获得您期望的结果。相同的概念适用于真正的火星探测车：为了仔细规划路径，科学家需要确切地知道当他们发出命令时，它们将移动或转动多远。
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