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“费奥多尔”报到!类人机器人征战太空
华夏经纬网   2019-09-04 10:46:53   
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    8月26日,搭载俄罗斯首位类人机器人宇航员“费奥多尔(Fyodor)”的“联盟MS-14”号飞船与国际空间站对接成功,这个酷似“终结者”的机器人终于到工作岗位“报到”了,只是相比原计划迟到了两天。

  “费奥多尔”为何迟到?作为太空机器人,它有哪些绝活?太空中又为何需要机器人呢?

  失败、重来、终成功

 

  对接之路一波三折

  8月22日,俄罗斯“联盟2.1A”火箭和“联盟MS-14”号宇宙飞船组成“联盟”套装,成功将“费奥多尔”类人机器人送上太空。但上天只是任务的第一步,“费奥多尔”的最终目的地在国际空间站。

  按照原计划,“联盟MS-14”号飞船将在8月24日与国际空间站交会对接,之后由空间站中的俄罗斯宇航员进入飞船“取货”,将“费奥多尔”拖进去。但是,在对接的关键时刻——飞船与国际空间站距离只有100米时,自动飞行的“联盟MS-14”号飞船开始徘徊不前,首次对接以失败告终,飞船退出到安全距离之外。

  随后,研究人员发现失败的原因不在飞船,而是空间站的对接点存在故障。好在庞大的国际空间站不仅有一个对接“停车位”,俄航天部门随即推出了二次对接方案:首先由宇航员将连在国际空间站“星辰”号服务舱的“联盟MS-13”号飞船挪到别的对接点,空出一个最佳“停车位”;之后 “联盟MS-14”号飞船再过来“停车”。根据这一方案,8月26日,交会对接终获成功。

  按计划,“费奥多尔” 将在国际空间站执行4项任务,包括使用特制海绵清理空间站外壳与舷窗;在工作区用手电筒为宇航员照明;使用钳子等工具截断电缆;插拔空间站供电系统专用快速交联插塞式连接器。

  打枪、开车、上太空

  这个机器人不一般

  “费奥多尔”高达1.8米,重约160公斤,造价超过3000万人民币,长相酷似电影中的“终结者”,是俄罗斯“费多(Fedor)”系列机器人的最新版本之一,采用了特殊的抗振材料和控制运动的算法,避免意外损坏国际空间站。据报道“费多”大约由15000个部件组成,基于Linux的实时操作系统运行,可用普通插座充电,充满后足以工作一个小时。

  “费多”已经有多年的发展历史,其最初由俄罗斯版国防工业高级研究基金会与紧急情况部委托安卓技术公司开发,主要目的是用于灾难救援。后来,俄罗斯国家航天集团公司“相中”了它,并支持安卓技术公司研制太空版本。

  之后,安卓技术公司推出了“费奥多尔”的前身——“SAR-401”。据俄罗斯卫星通讯社报道,该机器人在加加林宇航员培训中心进行了多年测试,能够完成50多种太空作业。不过,“SAR-401”并非依靠自我决策,而是需要宇航员穿戴特定的传感器,做出行走、抓握、攀爬等动作,远程控制其运动。俄罗斯曾计划在2015年将“SAR-401”送上国际空间站,但并未成行。

  据俄媒报道,“费多”并非只能模仿人的动作,而是具备自我学习能力,能够训练自己自主运动。其装备了麦克风、GPS全球导航卫星系统、测距激光、摄像机、热像仪和特殊的自定位系统,用于收集环境信息和运动参数等数据。

  最新的“费奥多尔”在太空失重环境中表现如何尚未可知,但“费多”家族机器人在地面上的能力已经令人“瞠目结舌”。它们可以分辨典型的物体和工具、识别障碍物、打开车门、操作电钻,并在自动设置下驾驶汽车和全地形车辆,甚至能够双手同时开枪。

  安全、节约、“被实验”

  太空机器人用处多

  国际空间站上会经常碰到一些麻烦事儿,比如某块太阳能电池要更换、某个舱外设备要维修等,宇航员不得不穿上笨拙的舱外航天服出舱“太空行走”,开展长达几个小时的工作。但是,对宇航员来说,每一次出舱都是一次冒险;对空间站任务来说,每一次出舱都将消耗大量保障资源,缩短补给周期,提高运行成本。

  俄罗斯圣光机大学生物机电与节能机器人国际实验室主任谢尔盖·科尔尤宾曾说:“机器人有很大的潜力,它们可以在空间站外执行很多任务。”如果用机器人替代宇航员出舱工作,上述问题自然迎刃而解。

  此外,太空机器人可代替人类“被实验”。以此次发射为例,“联盟2.1A”火箭装备了新的数字飞行控制系统和升级的发动机,用于取代使用了数十年的“联盟FG”火箭。“联盟2.1A”将在2020年3月执行首次载人任务,此次发射是关键试飞。“费奥多尔”的一个重要任务就是监测和报告飞行中的情况。据悉,俄罗斯计划在2022年试飞“联邦号”载人飞船,“费奥多尔”也将成为首批“乘客”。

  此前,美国国家航空航天局(NASA)曾向国际空间站“派出”过有头和胳膊、却没有腿的“航天员2”机器人,近期又送去了代号“蜜蜂”的飞行机器人。欧盟和日本也曾送去过能“聊天”的小型机器人。但是,无论从体型、外表还是功能看,“费奥多尔”都是最类人的一个,也是最有可能执行舱外任务的机器人。

科技日报

 

责任编辑:胡光曲

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