太空萬人迷
——靈巧（上）

+ 劉進(jìn)軍 編譯

太空萬人迷
——靈巧（上）

+ 劉進(jìn)軍 編譯

太空機(jī)器人

機(jī)器人宇航員——靈巧

宇航專家為靈巧穿上新衣服。它非常配合和開心

15年來，國(guó)際空間站已經(jīng)接待了來自15個(gè)國(guó)家宇航員470人次訪問。2010年4月19日，美國(guó)宇航局宣布：第2代人形機(jī)器人——“人形機(jī)器人-2”將送入國(guó)際空間站。宇航員從此又多了一個(gè)幫手，太空又增添一份歡樂。機(jī)器人以宇航員的身份進(jìn)入太空，從此拉開大幕，也必定創(chuàng)造一系列的航天紀(jì)錄。機(jī)器人宇航員，太空有你更美麗。

“人形機(jī)器人-2”是美國(guó)宇航局第2代太空人形機(jī)器人，外形酷似奧特曼。2009年7月28日，美國(guó)宇航局宣布：“人形機(jī)器人-2”的名字叫——“靈巧”。靈巧，名副其實(shí)。它更快、更靈巧、更高科技，超出前任人形機(jī)器人的工作范圍和能力。

2009年7月28日，是機(jī)器人宇航員靈巧的生日，同一天加入了美國(guó)宇航局宇航員隊(duì)伍。宇航專家為靈巧穿上了新衣服。新衣服的左邊是美國(guó)宇航局的徽章，右邊是美國(guó)通用公司的徽章。世界上最著名的兩家公司共同祝賀：靈巧，生日快樂！

靈巧將成為世界航天歷史上首位訪問太空和國(guó)際空間站的人形機(jī)器人,并最終進(jìn)化為擁有自主行動(dòng)能力的多功能的“太空超人”。機(jī)器人宇航員靈巧仿佛是個(gè)大人物。根據(jù)美國(guó)宇航局的計(jì)劃，世界標(biāo)準(zhǔn)時(shí)

2011年2月24日21時(shí)53分，機(jī)器人宇航員靈巧在肯尼迪航天中心第39-A號(hào)發(fā)射臺(tái)，搭乘“發(fā)現(xiàn)”號(hào)航天飛機(jī)第“STS-133”航班進(jìn)入太空。

機(jī)器人宇航員靈巧的徽章

“STS-133”航班共有7名美國(guó)宇航員組成，五男一女和靈巧。他們將像恭維王子一樣伺候這個(gè)不起眼的機(jī)器人宇航員。50歲的、第5次上太空的機(jī)長(zhǎng)林賽·史蒂芬·韋恩已經(jīng)與靈巧相認(rèn)，當(dāng)上了第一任爸爸。林賽表示：我將特別關(guān)照這個(gè)世界上最聰明的兒子，安全送到目的地，希望我們合作愉快。

靈巧分為上半身和下半身，分別送上共計(jì)空間站。靈巧將享受宇航員待遇，坐在“發(fā)現(xiàn)”號(hào)航天飛機(jī)第7號(hào)座椅上升空。2011年2月26日17時(shí)14分，“發(fā)現(xiàn)”號(hào)經(jīng)過兩天飛行，?？吭趪?guó)際空間站。俄羅斯“TMA-01M”飛船指揮官、已5次上天的卡樂瑞·亞歷山大·尤里耶維奇很激動(dòng)。他率領(lǐng)2名宇航員在國(guó)際空間站上迎接第一位機(jī)器人宇航員的到來。機(jī)器人宇航員靈巧將居住在國(guó)際空間站指令艙，與空間站站長(zhǎng)和飛行員相伴。空間站站長(zhǎng)理所應(yīng)當(dāng)?shù)某蔀楸O(jiān)護(hù)人。靈巧在空間站外極端太空溫度生活，需要特別保護(hù)?？臻g站為驗(yàn)證機(jī)器人宇航員提供重要的環(huán)境。靈巧將在微重力、雷達(dá)與電磁干擾環(huán)境中進(jìn)行試驗(yàn)?？臻g站內(nèi)部試驗(yàn)將提供機(jī)器人如何與宇航員并肩工作的性能數(shù)據(jù)。隨著地面研發(fā)和技術(shù)的提高，科學(xué)家可為空間站宇航員提供硬件和軟件更為強(qiáng)大的人形機(jī)器人，執(zhí)行太空新任務(wù)。

美國(guó)宇航局認(rèn)為人形機(jī)器人非常重要，要在僅剩的幾次航天飛機(jī)任務(wù)中將這個(gè)看起來用處不大的機(jī)器人送上天。人形機(jī)器人的主要任務(wù)是艙外活動(dòng)或太空行走。這項(xiàng)任務(wù)對(duì)于人類來說既復(fù)雜耗時(shí)又充滿危險(xiǎn)。這次，靈巧的科學(xué)任務(wù)是在空間站內(nèi)部活動(dòng)，進(jìn)行人形機(jī)器人的各項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)、特殊使命。

機(jī)器人宇航員——靈巧

第2代太空人形機(jī)器人——靈巧，由美國(guó)宇航局約翰遜航天中心和美國(guó)通用汽車公司合作研制。2003年，美國(guó)宇航局局和通用汽車公司已經(jīng)共同開發(fā)第2代靈巧人形機(jī)器人。美國(guó)通用汽車公司與美國(guó)宇航局的合作歷史悠久。想當(dāng)初，“阿波羅”登月的導(dǎo)航系統(tǒng)、“巡行者”號(hào)月球車等都是通用公司的杰作。

2010年2月，機(jī)器人宇航員靈巧向公眾披露：“靈巧-2”能夠比“靈巧-1”的速度快4倍以上，更緊湊、更靈巧，包括更深層次、更大范圍的感知力。靈巧由鋁、鋼和非金屬等材料制成。

靈巧由一個(gè)頭部、兩只手、兩只手臂、軀干和2條腿組成。它體重222千克，肩寬0.82米。它的上身按照足球運(yùn)動(dòng)員的健壯身材的比例設(shè)計(jì)，兩條腿特別長(zhǎng)，雙腿完全伸直后，身高2.44米，平均運(yùn)動(dòng)高度約1.8米。

靈巧全身安裝超過500個(gè)傳感器，中央處理器：3Core-17s，36個(gè)Power PCs，16個(gè)ARM微處理器。機(jī)械手具有12個(gè)自由度，手腕2個(gè)自由度；大腿3個(gè)自由度，小腿3個(gè)自由度，全身共計(jì)58個(gè)自由度。它的雙手有36千克有效載荷的移動(dòng)能力。每根手指大約有2.25千克的抓取力。靈巧的雙腳不但能走路，還能360度扭轉(zhuǎn)，肢體運(yùn)動(dòng)速度每秒鐘最多2.1米。如果需要攀爬，一雙腳能像猴子一樣抓取物體，把握著行走。

靈巧不需要持續(xù)的監(jiān)督，具有自主周期狀態(tài)檢查的功能，提高可燃性要求，屏蔽和降低了電磁干擾，輻射耐受性，更安靜的噪聲。如果沒力氣了，靈巧就到國(guó)際空間站直流電插頭自己充電。如果悄悄地?fù)习W癢，靈巧立即反應(yīng)，會(huì)扭動(dòng)身體，但不會(huì)發(fā)出笑聲。

男子漢是人形機(jī)器人的追求。靈巧的外型很像科幻電影中的未來戰(zhàn)士，裝備有最先進(jìn)的控制系統(tǒng)、視覺聽覺感應(yīng)器。頭可自由動(dòng)作、雙手可以書寫，同時(shí)也具有指令學(xué)習(xí)功能。當(dāng)宇航員出艙時(shí)，機(jī)器宇航員能聽懂指令，做到能為他們遞上任何工具。它能幫助宇航員做科學(xué)實(shí)驗(yàn)，也可以使用一個(gè)吸塵器。研究人員說：“這是一個(gè)聰明的機(jī)器人。它可以看到運(yùn)動(dòng)中的物體，并感受周圍的環(huán)境，就像是一個(gè)完美的人類一樣。它開辟了無限的可能性！”

人形機(jī)器人宇航員——靈巧

靈巧有思想。大腦就是一臺(tái)電腦?？茖W(xué)家給它安裝了多種驅(qū)動(dòng)程序和智能應(yīng)用軟件。它采用先進(jìn)的控制、

傳感器和視覺技術(shù)，能夠進(jìn)行自動(dòng)編程，代替人類去干許多人類沒法干的工作。有智慧就有創(chuàng)造。前方發(fā)現(xiàn)一個(gè)螺絲帽，靈巧停下來思索，用鑷子還是吸管去完成任務(wù)呢？它的手能靈巧地伸向鑷子，夾起螺絲帽。目前，靈巧會(huì)使用宇航員常見的手持工具。

健壯——機(jī)器人宇航員

靈巧是個(gè)美男子。它的頭盔形成于快速原型制造。頭盔材料采用半透明的，琥珀色的樹脂，固化三維塑像，硬化后涂金，成為不透明的燒結(jié)玻璃纖維。金光閃閃的面部，給靈巧增添了科學(xué)的莊重、太空的迷幻。靈巧注定成為一個(gè)科學(xué)的奇跡、太空的開心果、大眾的萬人迷。

靈巧的身材健美。身體、骨骼由數(shù)百個(gè)鋁合金零件組合而成。由于體積的嚴(yán)格限制，不銹鋼廣泛應(yīng)用于手和手腕。為了降低復(fù)雜性和制造成本，鋁合金和不銹鋼板的金屬托架用于支持整個(gè)身體和各種宇航電子設(shè)備和電力元件。軀干內(nèi)部包含CPU系統(tǒng)、大型電子板、分布式電源轉(zhuǎn)換器、以及許多電線和連接器。這些微妙的組件和內(nèi)骨骼由一個(gè)黑色的碳纖維外殼保護(hù)。

舉重，是運(yùn)動(dòng)員的競(jìng)技項(xiàng)目，也是靈巧的特長(zhǎng)之一。它的手臂按照奧運(yùn)會(huì)舉重冠軍的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)?！凹∪狻睆?qiáng)勁發(fā)達(dá)，強(qiáng)大到足以舉起等于自身的重量。靈巧比以前的版本設(shè)計(jì)了更加靈巧的雙臂，可執(zhí)行多項(xiàng)任務(wù)。靈巧作為遠(yuǎn)程操作機(jī)器人，意味著操作員可以從遠(yuǎn)

處控制它的動(dòng)作。人們常常譏諷體育運(yùn)動(dòng)員：四肢發(fā)達(dá)，頭腦簡(jiǎn)單。靈巧卻四肢發(fā)達(dá)，頭腦一點(diǎn)也不簡(jiǎn)單。它模仿人的手臂運(yùn)動(dòng)，既能巧妙地穿針引線、搭扣尼龍扣、鋪蓋毛毯，也能輕松地舉起一輛近300千克的迷你小汽車。

靈巧機(jī)器人之間能協(xié)同工作

機(jī)器人也許正在讀達(dá)爾文的《進(jìn)化論》。靈巧的手指頭已經(jīng)進(jìn)化為4個(gè)自由度，而不是人類的3個(gè)。大姆指整體活動(dòng)速度也得到提高。靈巧可以用雙手分辨柔軟的絲綢。這讓機(jī)器人專家也感到震憾。機(jī)器人撫摸那些滑溜溜、軟綿綿、易變形的東西，對(duì)感覺的數(shù)據(jù)、認(rèn)知的加工和身體靈活性有極高的敏感度?？梢赃@么說，其它機(jī)器人還在蹣跚學(xué)步的時(shí)候，靈巧已經(jīng)在飛躍。

最先進(jìn)的擬人機(jī)器人是靈巧對(duì)自己的評(píng)價(jià)。靈巧的一個(gè)重大進(jìn)步是超過它的哥哥“R-1”。美國(guó)宇航局對(duì)它的標(biāo)準(zhǔn)是速度更快、更緊湊、更輕巧。靈巧的計(jì)算速度超過第1代太空機(jī)器人的4倍，并具有更深入和更廣泛的傳感范圍。

靈巧的先進(jìn)技術(shù)主要有：優(yōu)化的重疊雙手臂、靈巧

的工作區(qū)、彈性聯(lián)合技術(shù)、手指和拇指擴(kuò)展技術(shù)、小型化的6軸傳感器、多余力傳感、超高速關(guān)節(jié)控制器、頸部極端轉(zhuǎn)動(dòng)、高分辨率相機(jī)和紅外系統(tǒng)。靈巧的靈活性允許它使用與宇航員相同的工具。

靈巧輕松橫向推舉9千克重的啞鈴

靈巧強(qiáng)悍威猛，力氣很大

為了安全性、提高強(qiáng)度，靈巧機(jī)器人的身體上覆蓋著白色軟化宇航服。它是一套具有高拉伸強(qiáng)度，良好的耐磨性和阻燃性能的宇航服。靈巧穿上專門為它設(shè)計(jì)的宇航服，金色的面孔閃露著得意和智慧。如果給它一點(diǎn)陽(yáng)光，它就更燦爛。