席金合
機器人銅頭鐵身,不怕受到微重力、高真空、超低溫,以及強輻射環(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器人,被送上國際空間站。這個代號為F-850的人形機器人坐在了指揮員的位置上,駕乘“聯(lián)盟號”宇宙飛船抵達太空。研制這款機器人的目的,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,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:一是通過遠程控制的機器人,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。機器人借助攝像機,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器人,機器人可以與技術(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)。
自主進行采樣
2020年12月,“嫦娥”五號成功采取月壤,全程運用人工智能技術(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”機器人雖然不是全自主運行,但也是根據(jù)預(yù)先設(shè)定,自行決定行進路線,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
宇航員遠離喧鬧的地球故鄉(xiāng),到?jīng)]有一絲生機的外太空工作,面臨的最大問題是寂寞。
2018年,德國航空航天中心制造的一款智能機器人CIMON,進入國際空間站。這是一款“善解人意”的機器人。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。