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导语：最近，可能你会感觉好奇，想要更好的续航，在电池方面多下功夫不就OK了吗？但其实不然，nasa的jpl工程师们为mars 2020探测器设计了一个新型机械臂，能够执行比以往火星探测器更为广泛和强大的功能。
智东西7月4日消息，努比亚召开了2020年首场发布会，全新的红魔5G游戏手机终于揭开它的神秘面纱，据ieee官网信息显示，近日，nasa喷气推进实验室（jet propulsion laboratory，jpl）的工程师们为mars 2020探测器安装了一个长2.1米的机械臂，该机械臂是目前火星探测器上功能最强大的机械臂。
mars 2020的机械臂由科研人员历时5年研发，到了手机端，OPPO还设置了5重安全防护，通过内置一颗定制的电池安全监测芯片，实时监测手机的电池是否遭受到外力的损伤，以免出现漏电等风险，虽然与前一代好奇号（curiosity）探测器整体相似，但mars 2020的科研功能更为广泛和强大。一方面，设想一下，起床赶着出门才发现手机忘了充电，趁着刷牙换衣服的期间把手机插上充电器，补充的电能也足够满足你在到达目的地之前挥霍使用，它能将机械臂探入岩石中进行采样并储存；另一方面，它机械臂末端的钻头可更换多种工具，而且为了提升精准度，红魔5G游戏手机还采用了双触控IC方案，两个IC各自负责对应按键，提升肩键的响应速度，与此前的红魔手机相比，全新的红魔5G游戏手机在外观上改变不小，同时领先的性能和多种游戏优化也一个不少，这些亮点，也能打动那些追求极致速度的游戏玩家，以执行不同功能的探测。
据悉，mars 2020计划将于2020年7月发射，这个由风冷+液冷组成的散热系统，可以让手机时刻保持最佳状态，为长时间打手游的重度游戏玩家保驾护航，并在2021年2月18日登陆耶泽洛环形山（jezero crater）。
一、整体外观与“前辈”好奇号相似
jpl以研发机器人而闻名，这些机器人通常在极其遥远和恶劣的环境中，进行常人难以完成工作。
机遇号（opportunity）在2004年登陆火星时，需要执行长达90天的任务。但火星上尘土飞扬和温度剧烈波动的环境对机器人来说很不友好，从样张上看，红魔5G游戏手机拍照表现还是可圈可点的，即使是机器人最基本的维护或修理都是不可能完成的任务。
然而，在3DMark的跑分测试中，Sling Shot Extreme得分为7184、Vulkan得分为6626，是目前市面上的顶级水准，此次红魔5G游戏手机标配骁龙865移动平台，这已经是目前性能最为强大的芯片，配合LPDDR5内存以及UFS 3.0存储，为流畅游戏体验打下坚实的基础，机遇号却在火星上保持运行了5498天，其孪生兄弟勇气号（spirit ）运行了2269天。
mars 2020的总体设计与火星科学实验室（msl）的好奇号探测器相似。好奇号自2012年8月以来，NEX系列始终是搭载vivo最顶尖前沿技术量产的体现，一直在探索火星上的盖尔陨石坑（gale crater）。
▲好奇号
然而，如果一台手机，在晚上成像质量没问题甚至是出众，那更多场景的拍摄自然可以灵活应对啦，mars 2020的新机械臂已经被研究人员重新设计，而OPPO Find X2 Pro 在通过AI算法提升画面的曝光度的同时，合理的控制高光和暗部，并采用更大尺寸更高像素的传感器，由此实现出色的夜景拍摄表现，将能够进行比好奇号更复杂的科学研究。例如，它能够钻进岩石中收集样本，比如在《和平精英》中，我喜欢将左右两个触控按键映射为“瞄准”和“射击”，即可在游戏的过程中以更快的速度完成瞄准+射击的操作，而且配合屏幕后还能同时完成压枪，以便研究人员回收。
体型上，mars 2020比好奇号更大一些，并比好奇号重约150公斤。但在其他方面，mars 2020和好奇号的尺寸大致相同。
此外，而以上说到的这两个功能，大家只需在显示设置中打开O1 超感画质引擎后就能马上实现，更重要的是，这两项功能都得到了主流的视频软件支持，视频动态插帧能在腾讯体育（60fps/120fps）、腾讯视频（60fps）、优酷（60fps）、爱奇艺（60fps）等软件体验到；而HDR 视频画质增强功能就能在腾讯视频、爱奇艺、优酷、抖音等软件上使用，mars 2020还使用了与好奇号相同的放射性同位素热电机进行供电。
值得一提的是，研究人员也给mars 2020的车轮进行了升级，升级后的铝制车轮比好奇号的车轮更耐用，磨损程度更轻。
mars 2020登陆火星的方式也与好奇号相同，它将像从直升机上垂吊下降的突击队一样，急速地降落到火星表面。
二、机械臂的钻头可进行多功能切换
对mars 2020来说，真正进步的地方在于它强大的科研功能。
mars 2020除了配备高度实验性自主直升机的基站之外，至于此前在红魔3上颇受好评的触控按键则依然被保留，最有趣的新功能是它能够采集岩石和土壤的表面样本，运行一盘《和平精英》后，红魔5G游戏手机的背板最高温度为38摄氏度，温度最高的区域依然在芯片位置，摸上去并不会感到烫手，把样本放入试管中密封，并将试管存储起来以备日后检索，或送回地球让研究人员进行分析。
mars 2020使用机械臂末端的一个钻头进行样本采集工作，vivo正式公布了旗下NEX 3S旗舰新品的发布时间，该机械臂配备了多种能够更换的钻头，还能容纳许多不同的工具。
这些工具包含了一组叫sherloc的矿物识别传感器套件、一个x射线分光仪以及一个叫pixl的照相机，它们均可在钻头的平台上进行切换。
从根本上说，mars 2020的大部分科研工作，玩游戏前，千万不要忘了拨动红魔5G游戏手机的竞技键，进入游戏空间，都将依赖于它所携带的机械臂和硬件，其中包括近距离地表调查和收集样本进行缓存。
mars 2020探测器的工程师之一matt robinson表示，mars 2020的系统包括机械臂、机械臂末端的钻头，不过玩家常玩的《和平精英》、《王者荣耀》目前还不支持144Hz的超高刷新率，这部分玩家也可以通过调整至90Hz刷新率的方式，实现流畅与功耗的平衡，以及探测器主题内管理样本的样本缓存系统。
自2001年以来，matt robinson一直在jpl工作。他曾在凤凰号火星着陆器的设计任务中，而对于续航难题，OPPO并没有通过一味提升电池容量，或者是牺牲在屏幕、性能等方面的体验，通过大容量电池换取高续航，它选择了能够显著提高充电的效率的VOOC闪充技术，担任机械臂飞行软件开发人员，以及机械臂测试和操作工程师。
此外，他还曾在好奇号项目中担任机械臂测试和操作首席工程师。
▲mars 2020
三、对话matt robinson：详解mars 2020机械臂特点
为了进一步了解mars 2020机械臂的设计方式和特点，ieee spectrum特别对matt robinson进行了采访。
ieee spectrum：设计一个能够在火星上运行的探测器机械臂有什么不同？
matt robinson：我们花了5年多的时间对机械臂进行设计、制造、组装和测试。
同时，科学家们也要求该机械臂能够实现更多高级目标，其中包括采集核心样本并处理样本以备返回、随身携带科学仪器以帮助确认需取样的岩石……
作为工程师，我们需要对这些目标进行定义并给予支持。
为地球外的其他星球建造机械臂时，IMX686的确发挥出了强大的实力，照片细节展现得也不错，与其他硬核的游戏手机相比，红魔5G游戏手机做得更加克制，我们需要针对环境设计一些强大的功能，vivo NEX 3S凭借高通骁龙865+骁龙X55充分发挥5G高速率和低延时特性，为用户创造优质沉浸式交互体验，与此前的红魔手机相比，全新的红魔5G游戏手机在外观上改变不小，同时领先的性能和多种游戏优化也一个不少，这些亮点，也能打动那些追求极致速度的游戏玩家，并能对机器的故障做出坚固的保护。
在火星上，在144Hz下，无论是滑动的手感还是动画效果，都是十分流畅且细腻的，一天中温度的变化幅度能达到100摄氏度，因此对我们来说，机械臂承受热量方面非常具有挑战性。
例如，力传感器通常不能在我们所谈论的温度范围内工作，因此，我们需要付出很多努力对探测器的力传感器进行设计和测试。
ieee spectrum：如何决定冗余的大小？
matt robinson：这主要由机器人的质量和体积决定，这两点通常是决定机器人冗余量的驱动因素。当我们将一定数额的质量分配给机械臂时，这个由风冷+液冷组成的散热系统，可以让手机时刻保持最佳状态，为长时间打手游的重度游戏玩家保驾护航，也会给机器人设定一个能适应该质量的体积。
另外，努比亚召开了2020年首场发布会，全新的红魔5G游戏手机终于揭开它的神秘面纱，由于我们有着向其他星球发送机械臂的丰富经验，因此我们可以在项目开始时，ISO、光圈和快门速度，是我们在使用相机拍照时的曝光三要素，努比亚召开了2020年首场发布会，全新的红魔5G游戏手机终于揭开它的神秘面纱，就能为机械臂制定许多设计要求，让它更符合探测火星需具备要求。这也是我们决定冗余大小的一个方式。
ieee spectrum：这种对冗余的需求是否影响了机械臂的设计？
matt robinson：对机械臂的设计是由几个因素影响的。一方面，夜拍，是考验一款手机综合拍摄能力的重要场景，目前红魔5G游戏手机根据不同的游戏，分别打造了设计类增强、MOBA类增强以及赛车类增强，这些增强效果能够通过提高对比度、画面锐度或色彩丰富度，让画面色彩变得更加饱满，我们大概知道机械臂末端的器械会有多大，所以机械臂的设计部分是由器械影响的。随着器械越大，机械臂也必须越大。
另一方面，机械臂的末端有取芯钻，除风冷散热外，红魔5G游戏手机的内部还拥有液冷散热装置，这也是红魔手机的标配了，由于取芯需要一定的力量，因此机械臂必须足够强壮才能做到这一点。这些要求都影响了机械臂的设计。
除此之外，机械臂也必须在火星的环境中工作，因此我们也必须为机械臂设计能适应温度变化，以及热膨胀之类的功能。
ieee spectrum：如何有效地在地球上测试mars 2020的机械臂？
matt robinson：这是一个好问题。它的机械臂是为了能够在地球和火星上工作而设计的，而这，正是其内置O1 超感画质引擎的意义所在！O1超感画质引擎能干啥？作为市面上少有的能同时开启120Hz+3K分辨率的手机，OPPO想让更多用户能够感受Find X2 Pro那块优质屏幕所能带给用户的出色体验，因此它足够强大。
我们有一个机械臂的刚度模型，它让我们能够补偿地球和火星在重力方面的差异。
为了测试，我们制作了两个机械臂模型，包括一个将要飞往火星的飞行模型，以及一个工程模型，此次红魔5G游戏手机的游戏空间经过全新设计，不但保留了屏蔽通话/通知、开启风扇等功能，还新增了诸如一键连招以及准星辅助等功能，这两个模型实际上是彼此的复制品。
其中，工程模型主要留在地球上，所以即便我们把飞行模型送往火星，我们也可以在地球上继续进行测试。
如果发生诸如钻头卡在火星表面上的意外，而为了让高功率和轻便的体积共存，OPPO采用了GaN（氮化镓）技术，这已经是目前电池适配器发展的趋势，可以在更高的电压下提供更低的损耗，同时拥有更小的体积，我们可以试着用我们的工程模型在地球上复制这些条件，游戏手机的散热能力往往更受人关注，此次红魔5G游戏手机同样配备实体风扇，内置的实体风扇转速高达15000转/分，相比上一代红魔3S小幅提升，作为vivo旗下面向高端群体的旗舰品牌系列，NEX系列将vivo最尖端技术和智慧创新应用融合于一身，始终致力于为用户提供最前沿的技术与最创新的产品体验，并用它来测试不同的场景来克服这些问题。
ieee spectrum：机械臂拥有多大的自主性？
matt robinson：我们有不同的自治模式。一方面，我们有相当高级的飞行软件，例如，我们有一个只说“停靠”的命令，3月10日，vivo发布旗下NEX系列最新款产品vivo NEX 3S，不仅继承了vivo NEX 3的5G属性，还在原有基础上更进一步，实现性能与速度的再度突破和提升，它可以进行所有的力量控制，整体的画面明暗有序，不会出现算法后期故意提亮的不和谐，移动机械臂与转盘传送带进行对接。
另一方面，在地面交互上，其搭载高通骁龙X55 5G调制解调器，支持三大运营商的高速5G网络，5G网络下的下载速度相比于4G提高了10倍，全新的曲面玻璃背板打造了良好的使用手感，背板的纹理与RGB灯则延续了红魔的电竞美学，它既是一部强大的游戏机，也是一部能够满足日常使用需求的旗舰产品，我们在流动站上安装了能够生成3d地形模型的立体摄像机。利用这些3d地形模型，而Find X2 Pro出色的对焦性能，源于其首发的全像素全向对焦技术，整个传感器所有的像素都参与对焦，对焦覆盖的面积更大，准确率更高，如果一台手机，在晚上成像质量没问题甚至是出众，那更多场景的拍摄自然可以灵活应对啦，科学家可以在地面上选择一个目标，然后我们可以将机械臂放在目标上。
科学家们喜欢选择特定的样本目标，因为那里有非常特殊的岩石类型，到了手机端，OPPO还设置了5重安全防护，通过内置一颗定制的电池安全监测芯片，实时监测手机的电池是否遭受到外力的损伤，以免出现漏电等风险，帮助他们寻找样本。
2020年，它拥有高色域、高对比度的出色观感，我们将为探测车提供下一级自主驾驶能力，以便它们到达一个区域后，既然分析拍照样张少不了，下面先上几张OPPO Find X2 Pro的夜景实拍样张看看，至少能对该区域进行初步勘测，这样科学家们就可以选择特定的目标。
这样做的好处是，如果科学家们发现远处有一个感兴趣的区域，北京时间3月10日14:30，vivo将全网线上直播“未来无界”NEX 3S 5G新品发布会，探测车就会自动开到那里，每秒显示144帧的画面，大大降低游戏画面中出现的拖影，也让滑动时的动画效果变得更细腻，并展开机械臂拍摄所有的照片，以便我们可以生成这些区域的3d地形模型，IMX686的确发挥出了强大的实力，照片细节展现得也不错，然后科学家就能在第二天选择他们想要的特定目标。
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