+ 劉進軍 編譯

太空萬人迷
——靈巧（上）

+ 劉進軍 編譯

太空機器人

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

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

2009年7月28日，是機器人宇航員靈巧的生日，同一天加入了美國宇航局宇航員隊伍。宇航專家為靈巧穿上了新衣服。新衣服的左邊是美國宇航局的徽章，右邊是美國通用公司的徽章。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際空間站的人形機器人,并最終進化為擁有自主行動能力的多功能的“太空超人”。機器人宇航員靈巧仿佛是個大人物。根據(jù)美國宇航局的計劃，世界標準時

2011年2月24日21時53分，機器人宇航員靈巧在肯尼迪航天中心第39-A號發(fā)射臺，搭乘“發(fā)現(xiàn)”號航天飛機第“STS-133”航班進入太空。

機器人宇航員靈巧的徽章

“STS-133”航班共有7名美國宇航員組成，五男一女和靈巧。他們將像恭維王子一樣伺候這個不起眼的機器人宇航員。50歲的、第5次上太空的機長林賽·史蒂芬·韋恩已經(jīng)與靈巧相認，當上了第一任爸爸。林賽表示：我將特別關(guān)照這個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，分別送上共計空間站。靈巧將享受宇航員待遇，坐在“發(fā)現(xiàn)”號航天飛機第7號座椅上升空。2011年2月26日17時14分，“發(fā)現(xiàn)”號經(jīng)過兩天飛行，?？吭趪H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。他率領(lǐng)2名宇航員在國際空間站上迎接第一位機器人宇航員的到來。機器人宇航員靈巧將居住在國際空間站指令艙，與空間站站長和飛行員相伴?？臻g站站長理所應當?shù)某蔀楸O(jiān)護人。靈巧在空間站外極端太空溫度生活，需要特別保護?？臻g站為驗證機器人宇航員提供重要的環(huán)境。靈巧將在微重力、雷達與電磁干擾環(huán)境中進行試驗。空間站內(nèi)部試驗將提供機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，科學家可為空間站宇航員提供硬件和軟件更為強大的人形機器人，執(zhí)行太空新任務。

美國宇航局認為人形機器人非常重要，要在僅剩的幾次航天飛機任務中將這個看起來用處不大的機器人送上天。人形機器人的主要任務是艙外活動或太空行走。這項任務對于人類來說既復雜耗時又充滿危險。這次，靈巧的科學任務是在空間站內(nèi)部活動，進行人形機器人的各項科學實驗、特殊使命。

機器人宇航員——靈巧

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

2010年2月，機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動員的健壯身材的比例設(shè)計，兩條腿特別長，雙腿完全伸直后，身高2.44米，平均運動高度約1.8米。

靈巧全身安裝超過500個傳感器，中央處理器：3Core-17s，36個Power PCs，16個ARM微處理器。機械手具有12個自由度，手腕2個自由度；大腿3個自由度，小腿3個自由度，全身共計58個自由度。它的雙手有36千克有效載荷的移動能力。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)，肢體運動速度每秒鐘最多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，靈巧就到國際空間站直流電插頭自己充電。如果悄悄地撓癢癢，靈巧立即反應，會扭動身體，但不會發(fā)出笑聲。

男子漢是人形機器人的追求。靈巧的外型很像科幻電影中的未來戰(zhàn)士，裝備有最先進的控制系統(tǒng)、視覺聽覺感應器。頭可自由動作、雙手可以書寫，同時也具有指令學習功能。當宇航員出艙時，機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實驗，也可以使用一個吸塵器。研究人員說：“這是一個聰明的機器人。它可以看到運動中的物體，并感受周圍的環(huán)境，就像是一個完美的人類一樣。它開辟了無限的可能性！”

人形機器人宇航員——靈巧

靈巧有思想。大腦就是一臺電腦?？茖W家給它安裝了多種驅(qū)動程序和智能應用軟件。它采用先進的控制、

傳感器和視覺技術(shù)，能夠進行自動編程，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)一個螺絲帽，靈巧停下來思索，用鑷子還是吸管去完成任務呢？它的手能靈巧地伸向鑷子，夾起螺絲帽。目前，靈巧會使用宇航員常見的手持工具。

健壯——機器人宇航員

靈巧是個美男子。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，給靈巧增添了科學的莊重、太空的迷幻。靈巧注定成為一個科學的奇跡、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)百個鋁合金零件組合而成。由于體積的嚴格限制，不銹鋼廣泛應用于手和手腕。為了降低復雜性和制造成本，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)骨骼由一個黑色的碳纖維外殼保護。

舉重，是運動員的競技項目，也是靈巧的特長之一。它的手臂按照奧運會舉重冠軍的標準設(shè)計?！凹∪狻睆妱虐l(fā)達，強大到足以舉起等于自身的重量。靈巧比以前的版本設(shè)計了更加靈巧的雙臂，可執(zhí)行多項任務。靈巧作為遠程操作機器人，意味著操作員可以從遠

處控制它的動作。人們常常譏諷體育運動員：四肢發(fā)達，頭腦簡單。靈巧卻四肢發(fā)達，頭腦一點也不簡單。它模仿人的手臂運動，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。

靈巧機器人之間能協(xié)同工作

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

最先進的擬人機器人是靈巧對自己的評價。靈巧的一個重大進步是超過它的哥哥“R-1”。美國宇航局對它的標準是速度更快、更緊湊、更輕巧。靈巧的計算速度超過第1代太空機器人的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、高分辨率相機和紅外系統(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

靈巧強悍威猛，力氣很大

為了安全性、提高強度，靈巧機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)計的宇航服，金色的面孔閃露著得意和智慧。如果給它一點陽光，它就更燦爛。