10岁的卡米尔·比蒂拆了一个电视遥控器，然后把零件交给了她惊讶的父亲罗伯特。接着，她开始询问有关电路的问题。“在我生命中的某个阶段，电子产品似乎很神奇，但我知道它们并非如此，”现年13岁的卡米尔说。“所以我开始拆开一些东西。我想知道里面有什么，它们是如何工作的。”罗伯特对此一无所知，所以他和卡米尔以及他11岁的另一个女儿吉纳维芙一起上网查找资料。几周后，一家人利用新学到的知识建造了他们的第一个机器人。
如今，比蒂家位于北卡罗来纳州阿什维尔的车库就是一个名副其实的机器人工厂。“我们造过会爬的机器人，会飞的机器人，能发射BB弹的机器人，以及能在房子里自主移动的机器人，”卡米尔说道，她负责机械加工和机械组装，而吉纳维芙负责焊接和布线。他们的一项项目甚至被纽约科学馆收藏，每年近50万名游客可以在那里看到它，并在一个人造火星景观上驾驶它。
这个家庭与博物馆的合作始于他们命名为“精神二号”（Spirit II）的机器人，这是一个由500个零件组成的六轮遥控机器，仿制了NASA的太阳能动力“精神号”探测器。他们重新设计了探测器复杂的摇臂-转向架悬挂系统，可以越过高障碍物，并查阅了专利来复制“精神号”原地360度旋转的独特齿轮传动装置。博物馆信息技术总监塞缪尔·利特当时正在寻找一个可以替代火星展品中的三轮“鼠标机器人”，无意中看到了比蒂家工作室博客上“精神二号”的照片。“这看起来是一项非常令人印象深刻的技术，”利特说。“与此同时，我们的旧机器人只是慢吞吞地移动，甚至看起来不像任何可以放到太空的东西。”
应利特的要求，比蒂一家同意再建造一个——这次进行了一些修改。博物馆希望制造一个耐用的机器人，一次充电可以使用九个小时。它还需要显示红外视频，以显示加热的岩石（这是模拟发现含有水成分的火星矿物的一种简陋但有效的方法，这些矿物会反射红外线）。为了能舒适地放置在展品的250平方英尺的围场内，女孩们和她们的父亲还将新版本设计得比“精神二号”小三分之一。
比蒂一家在车轮上安装了八个测距声纳传感器，以防止任何人将机器人撞到墙上。他们还增加了一个绿色激光，以显示温度传感器正在测量的位置。六月，比蒂一家将机器人捐赠给了博物馆，博物馆将其命名为“卡米尔”。这个家庭还建造并捐赠了第二个单元，名为“吉纳维芙”，配备了更精简的电子设备和升级的摄像头。
自机器人首次亮相以来，比蒂家收到了来自世界各地的项目请求。如今，这个家庭正在为布拉格的一家博物馆手工制作六个太空机器人模型，包括俄罗斯的“月球车”（Lunokhod）月球探测器。“当女孩们必须做作业时，这有时很烦人，”罗伯特说。“我宁愿和她们一起制造机器人。”
工作原理
一个可充电的7.4V锂离子电池，电量容量为10,000毫安时，存储的能量足以支持全天不间断的探测——甚至更多。太阳能电池板是真实的，但在室内功能不佳。
探测器内部的UHF无线电芯片让博物馆参观者可以无线控制它。工作人员还可以使用卡米尔（左）和吉纳维芙（右）曾经为BB弹发射坦克机器人制造的无线电遥控器来驾驶机器人。
摇臂-转向架悬挂系统使探测器的车轮能够越过一英尺以上高的障碍物。伺服电机允许每个车轮独立移动，并将机器人原地旋转360度。
比蒂家的另外两个作品
定制CNC铣床
手工工具无法满足高质量机器人的需求，于是比蒂一家建造了一台计算机控制的铣床。一个水冷主轴以24,000转/分钟的速度旋转，而一个三轴龙门系统移动主轴来雕刻金属、塑料和其他材料。
时间：1年
价格 $2,000
无线电报
当卡米尔和吉纳维芙开始用摩尔斯电码打字时，她们的父亲想出了一个更安静的主意：21世纪的电报。她们将两个老式电报机连接到一个Arduino Nano微控制器、一个UHF无线电和一个扬声器。这些设备可以在一英里内进行通信。
时间：2周
价格 $200
本文最初发表于《大众科学》2013年12月刊。
