太空機(jī)器人能干些啥

席金合

機(jī)器人銅頭鐵身，不怕受到微重力、高真空、超低溫，以及強(qiáng)輻射環(huán)境的傷害，無需苛刻的生活保障。若替人出使太空，成本低，又省事，更沒有生命風(fēng)險，因此，研制和使用太空機(jī)器人已成為人類航天事業(yè)的一個發(fā)展趨勢。目前，太空機(jī)器人除了從事環(huán)境探測和發(fā)回資料數(shù)據(jù)外，還能執(zhí)行哪些任務(wù)呢？

操控宇宙飛船

2019年，俄羅斯制造的一款機(jī)器人，被送上國際空間站。這個代號為F-850的人形機(jī)器人坐在了指揮員的位置上，駕乘“聯(lián)盟號”宇宙飛船抵達(dá)太空。研制這款機(jī)器人的目的，是讓它充當(dāng)人類的萬能替身，從事特種工作。它的本領(lǐng)很強(qiáng)，從救援工作到汽車駕駛，無所不能，而在太空，它主要履行操作一些設(shè)備的職能。

在無人航天工程成功實現(xiàn)之前，科學(xué)家將經(jīng)過嚴(yán)格訓(xùn)練的黑猩猩送入航天器，完成一些簡單操作，為人類上天先行開路。而今，隨著人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展，性能優(yōu)越的太空機(jī)器人能夠全身穿上“控制套裝”，掌控飛船并報告飛行情況。這種辦法很劃算，因為機(jī)器人不用吃喝拉撒睡，太空艙內(nèi)專為人設(shè)置的一切設(shè)施就能全部免去，從而有效簡化航天器的構(gòu)造，經(jīng)濟(jì)又實用。

清除太空垃圾

距地面300千米～1 000千米高的空間帶，有數(shù)千噸太空垃圾，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)星一樣，圍繞地球高速運(yùn)轉(zhuǎn)。這些垃圾積累越來越多，難免與升空的航天器發(fā)生碰撞，釀成太空災(zāi)難。

清理的辦法有兩種：一是通過遠(yuǎn)程控制的機(jī)器人，給大塊垃圾安裝制動傘，使它們在大氣阻力作用下失去動力，最終像流星一樣墜入大氣而燒毀;二是對于小塊垃圾，動用仿壁虎機(jī)器人吸附在飛船上，用另外的爪子抓取垃圾，清理出航天器專用通道。

維護(hù)在軌衛(wèi)星

從人造衛(wèi)星上卸下一塊舊太陽能電池，裝上新的，接好電線，最后把電池固定好……別以為是宇航員在太空操作，實際上這是技術(shù)人員坐在地面指揮中心里，頭戴面罩，揮舞著手上的數(shù)字化手套，完成的這一過程。而在現(xiàn)場操作的是一個機(jī)器人，它雙手精確地模擬技術(shù)員的動作，成功更換了電池。

技術(shù)員配戴的面罩其實是一個顯示器。機(jī)器人借助攝像機(jī)，將現(xiàn)場情景傳給地面的技術(shù)人員。這樣，他就如同在現(xiàn)場一樣，雙手比劃更換電池。技術(shù)員的一系列動作由數(shù)字化手套追蹤記錄并傳遞給機(jī)器人，機(jī)器人可以與技術(shù)員同步完成這一系列動作。這是德國、美國等正在攻關(guān)的目標(biāo)。

自主進(jìn)行采樣

2020年12月，“嫦娥”五號成功采取月壤，全程運(yùn)用人工智能技術(shù)自行判斷執(zhí)行任務(wù)。人工智能一直在計算、選擇、邊走邊找，最后作出判斷和決策，成功助力完成任務(wù)。

此前登陸火星的美國“好奇號”機(jī)器人雖然不是全自主運(yùn)行，但也是根據(jù)預(yù)先設(shè)定，自行決定行進(jìn)路線，繼而完成任務(wù)。具體流程是，它先用攝像頭拍攝一組立體照片，再把這組照片生成反映周圍環(huán)境的地圖，然后根據(jù)地圖計算出一條沒有障礙的路徑，并沿著這條路徑向預(yù)定地點(diǎn)出發(fā)，設(shè)法完成火星巖石采樣任務(wù)。

提供情感陪伴

宇航員遠(yuǎn)離喧鬧的地球故鄉(xiāng)，到?jīng)]有一絲生機(jī)的外太空工作，面臨的最大問題是寂寞。

2018年，德國航空航天中心制造的一款智能機(jī)器人CIMON，進(jìn)入國際空間站。這是一款“善解人意”的機(jī)器人。它能通過觀察宇航員的表情，揣摩其心理，然后以適當(dāng)?shù)姆绞阶龀龇磻?yīng)，如傾聽、對話和逗樂等，來疏解宇航員的不良情緒。

日本送入國際空間站的機(jī)器人Kirobo也具備同樣的功能，它小巧玲瓏，討人喜歡，為空間站的工作人員提供了很多快樂。