科普:俄太空机器人“何许人也”

代号为“太空机器人F-850”的智能机器人于22日搭乘联盟号MS-14宇宙飞船飞往国际空间站。这个机器人的起源是什么?表演是什么?它是如何工作的?俄罗斯科研机构和媒体近日对此做出了详细解释。

据俄罗斯媒体报道,上述空间机器人的原型不是专门为空间任务开发的,而是俄罗斯紧急情况部定制的名为“fedor”的救援机器人。2014年,俄罗斯政府下属的军工委员会宣布开始研发“费多尔”项目。负责实施研发计划的单位是俄罗斯智能机器人技术公司和未来研究基金。

研究人员在开发过程中制作了几个测试样本。通过反复试验,俄罗斯专家已经解决了电动“fedor”的问题,提高了它的机械“脊椎”和“髋关节”的机动性,确保它仰卧时能观察周围环境,并在室内加热以抵御寒冷环境。一个原型总共有大约15,000个零件。机器人的零件一半由俄罗斯制造和组装,其余由日本、德国、瑞士和美国的合作伙伴制造,90%的电子元件由两家俄罗斯企业开发。

2016年8月,“费多”机器人的原型最终完成,其高度为180厘米,重量为160公斤,工作功率约为20马力。该机器人配备了带有特殊传感器的语音控制系统,并使用基于Linux的实时操作系统通过电源插座充电。它不仅可以自动工作一个小时,还可以通过卫星通信由操作者远程控制。该研究机构在2017年发布的视频显示,机器人已经学会了开门、使用钻孔机、自动驾驶汽车和全地形车辆,以及用手枪射击。

2016年10月,研究人员开始开发代号为SAR-400和SAR-401的“fedor”系列两个机器人,它们执行空间维修任务。在此基础上,2019年7月,太空版的“费多尔”诞生了,并获得了官方代号“太空机器人F-850”。

为什么我们应该开发太空机器人?俄罗斯媒体解释说,在国际空间站上经常会遇到一些“琐碎的事情”:空间站外的螺丝需要松开,旧设备需要更新,机舱外表面需要检查是否有异物……这些工作技术上并不高,但如果没有太空行走就无法完成,太空行走会消耗机舱外的生命支持资源。如果我们有一个“机械双体”,这些问题可能更容易解决。

据报道,合成孔径雷达-401机器人已经在莫斯科附近的加加林宇航员训练中心测试了几年。机器人的四肢装有特殊的传感器,可以逼真地模仿人类的动作并完成精细的工作。当它抓住并支撑一个物体时,传感器将把它的四肢感受到的各种力传递给远程计算设备。宇航员可以根据这些力的数据为机器人设计力的大小和操作细节。宇航员只需要在空间站内穿上特殊的衣服,根据机器人发回的视频图像,他们就可以在原地行走、搬运工具、进行维修和其他活动。衣服上的同步控制装置可以遥控机器人以有线或无线方式精确模拟宇航员的动作,从而完成各种舱外作业。

据加加林宇航员训练中心前主任隆恰科夫称,在测试期间,SAR-401机器人可以完成大约50种舱外操作。为了降低其移动的难度,未来的空间机器人可能会安装在国际空间站舱外的“客房”中。当需要工作时,机械臂会将其提升到操作位置,从事老化设备的更换、巡检、技术服务等工作。

根据该计划,如果太空机器人遇到宇航员无法应对的特殊困难,俄罗斯地面飞行控制中心的专家也可以接管控制权,集思广益,设计新的操作计划,并远程控制机器人。如果这种机器人控制技术能够完全通过国际空间站的测试,研究人员将进一步开发这种技术,并让太空机器人承担更高风险的任务,如探索月球和火星。

标题:科普:俄太空机器人“何许人也”

如若转载,请注明出处:http://www.ikepu.com/wenzhang/42968.html