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“费奥多尔”报到!类人机器人征战太空

时间:2019-09-04 11:18:37    来源:科技日报    浏览次数:    我来说两句() 字号:TT

  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,,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,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,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,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。

  ,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,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。

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