了不起的未來科技

席金合

操作宇宙飛船

2019年，俄羅斯制造的一款機器人被送上國際空間站，進行“太空專用擬人系統(tǒng)”測試。與其他智能設備不同，這個代號為F-850的人形機器人是坐在指揮員的位置上，駕乘聯(lián)盟號宇宙飛船抵達太空的。研制這款機器人的目的，是讓它充當人類的萬能替身從事特種工作。它的本領很強，從救援工作到駕駛汽車，無所不能。到了太空，它就要幫助人類負責一些設備的操作工作。

在無人航天工程實施之前，科學家曾將聰明的黑猩猩送入太空，代替人類進入航天器，完成一些簡單的操作。而今，隨著人工智能技術的發(fā)展，性能優(yōu)越的太空機器人，在航天器無人飛行的情況下，能夠穿著“控制套裝”掌控飛船并報告飛行情況。未來，如果機器人能夠完全取代航天員，那么，太空艙內(nèi)專為航天員設置的生存保障系統(tǒng)就能全部免去，從而有效簡化航天器的構造，既經(jīng)濟又實用。

艙外裝卸貨物

美國國家航空航天局送入國際空間站的第一款太空機器人，手指有4個關節(jié)，十分靈活，能熟練模擬人的動作。它拿起太空艙外的活動工具，能夠快速完成航天員需要戴著手套完成的精細任務;它還是搬運物資的一把好手，能舉起44千克重的物品。

當航天飛機把物資從地面運送到空間站時，航天飛機需要與空間站對接。對接工序費時費力，這時我們就可以“短線”控制身處艙外的機器人用纜繩將航天飛機固定住，卸下上面的貨物，并完成其他部分的維修工作。這樣比航天員穿戴厚重防護裝備親自作業(yè)效率要高很多，而且也不用再擔心宇宙輻射對人體的傷害。

矯正衛(wèi)星軌道

太空中運行的人造衛(wèi)星各行其道，相安無事;即使偶爾有衛(wèi)星偏移離軌，它們也可通過自身的火箭發(fā)動機噴射氣體，自行調(diào)整位置。當衛(wèi)星的燃料快要耗盡時，它們還會用剩余的燃料將自己推向太空暫無人使用的空間，為衛(wèi)星“后輩”騰出位置。不過，這樣的做法有時并不奏效，所以就需要機器人乘坐航天飛機接近故障衛(wèi)星，利用攜帶的俘獲工具，將自身的太陽能發(fā)動機噴口接在故障衛(wèi)星的火箭發(fā)動機噴口上，然后啟動噴火裝置來矯正衛(wèi)星的位置，使其回到正常軌道，從而延長運行壽命;或者直接將故障衛(wèi)星推到“衛(wèi)星墓地”，為其他衛(wèi)星騰出空間來。

清除太空垃圾

在距地面300千米～1000千米的空間地帶，懸浮著數(shù)千噸的太空垃圾。這些太空垃圾主要是失控衛(wèi)星、發(fā)射過程中廢棄的火箭助推器以及撞擊碎片等，它們?nèi)缤⌒l(wèi)星一般，圍繞著地球高速運轉(zhuǎn)。太空垃圾越積越多，很容易與升空的航天器發(fā)生碰撞，釀成太空事故，這時就需要人類派出太空“清道夫”盡快清理這些太空垃圾。

清理太空垃圾的方法有兩種：一是通過遠程控制的機器人給大塊垃圾安裝上一個制動傘，使它們在大氣阻力的作用下，漸漸失去動力，最終像流星一樣墜入大氣層燒毀;二是動用仿壁虎機器人，一面牢牢吸附在飛船上，一面用爪子抓取小型垃圾，將垃圾清理出航天器的專用軌道，確保航天器在軌道上暢通無阻。

維護在軌衛(wèi)星

一位技術員從人造衛(wèi)星上把一塊舊太陽能電池卸下，并將新的裝上去，接好電線，最后把電池固定好。這一系列操作，都是技術員在地面指揮中心里完成的。他們頭戴面罩，揮舞著手上的數(shù)字化手套，指揮著太空機器人精確地完成這些動作。

技術員所戴的面罩其實是一個顯示器。機器人借助攝像機，不斷拍攝影像并及時傳回地面，最終顯示在技術員的面罩顯示器上。同時，地面技術員就像在現(xiàn)場一樣，揮動雙手指揮機器人更換電池。他們的一系列動作會由數(shù)字化手套追蹤記錄，并傳遞給機器人。

自主采樣

2020年12月，嫦娥五號成功采集月壤。這項任務是通過地面遙控完成的，而火星距離我們十分遙遠，指令信號往返時間長達15分鐘，所以遙控過程其實并不容易。

2012年，美國“好奇號”火星探測任務嘗試對火星車進行預先設定，讓其能夠自行決定行進路線?；鹦擒嚂扔脭z像頭拍攝一組立體照片，然后把這組照片生成反映周圍環(huán)境的地圖，再根據(jù)地圖計算出一條沒有障礙的路徑，并沿著這條路徑向預定地點出發(fā)，設法完成火星巖石采樣任務。

未來，如果我們能事先將探測任務的全部行動方案都儲存進機器人的中央處理器，那么它就可以在火星上獨立自主地識別環(huán)境、規(guī)劃路線、搜尋、選址、鉆孔采樣，最后再將樣本送到返回艙帶回地球。

制造快樂

人們遠離熱鬧的地球故鄉(xiāng)，到?jīng)]有一絲生機的外太空工作，面臨的最大問題就是寂寞。2020年，德國航空航天中心制造的一款智能機器人搭乘美國龍飛船進入國際空間站。這款智能機器人準備陪伴航天員駐留三年的時間，與他們開心度過在太空的每一天。這款“善解人意”的機器人，可以通過觀察航天員的表情揣摩他們的心理，然后以適當?shù)姆绞阶龀龇磻?。當航天員郁悶時，機器人會為他們唱歌、跳舞、講笑話，甚至還能與他們傾心交流，緩解航天員在太空的孤寂。日本送入國際空間站的第一個機器人就具備這樣的功能，它小巧玲瓏，討人喜歡，為空間站的航天員制造了很多快樂。

看了科學家這么多腦洞大開的創(chuàng)意機器人，你是不是也躍躍欲試想要設計一種更智能、更實用的太空機器人了？請你開動腦筋，和我們分享你的創(chuàng)意吧！