【文/潘敏瑤】近年來，在空間站建設、在軌維護、空間碎片清除、月球/火星/小行星探測、空間太陽能電站等需求牽引下，空間機器人為適應航天任務的變化而發展起來。

　　在我國，空間機器人及空間人工智能發展同樣迅速，在空間在軌服務、空間裝配與制造、月球與深空探測等領域取得了一系列成果。嫦娥三號成功實現了“玉兔”號月球車對月面的探測任務，火星表面巡視探測器機器人已積極開展研制，一系列航天器在軌加注關鍵技術獲得了突破。

　　可見，空間機器人已經成為太空中的第一批“移民”，陸續踏上探索太空的旅程。

　　索杰納號

　　1997年7月，美國發射的首臺火星表面運動機器人“索杰納號”在火星上工作了3個月，發回數以千計的圖像，讓人們第一次對火星表面及天氣情況有了全面了解。

　　此后，“勇氣號”“機遇號”“好奇號”空間機器人又陸續登陸火星，通過鉆探獲取了火星巖石樣品及分析結果。2014年11月，歐洲“羅塞塔號”彗星探測器經過長達10年、總長超過64億公里的太空飛行，首次在一顆彗星上登陸，為人類了解太陽系生命起源提供了新的觀測手段。

　　SPHERE

　　2012年，NASA宇航員TomMarshburn與SPHERES的一架立體攝像機進行了合影。SPHERE是國際空間站上的漂浮機器人，同保齡球一般大小，在微型二氧化碳推進器的助力下，可向任何方向移動，并用于測試各種技術。

　　最近歐洲航天局宣布，有一個SPHERE只用一只機械眼就能判斷距離。在測試中，SPHERE在日本太空艙中漂浮式地移動，同時利用兩只攝像“眼”記錄立體視覺信息。實際上，如果SPHERE多次遇到某一物品，隨著時間推移，它能夠對這件物品的形狀和尺寸展開學習。

　　Robonaut2

　　2012年，Robonaut2來到國際空間站，后來通過升級它擁有了雙腿、處理器和傳感器。人型設計讓它的靈活度有所提升，因此還可以完成更換空氣過濾器等較復雜的任務。

　　按照設計，Robonaut2能夠完成翻轉開關、旋轉旋鈕等簡單的任務。這款原型機器人一直在接受測試，科學家們希望未來它們能夠成為宇航員的助手，讓宇航員們從簡單的事務中解放，擁有更多的時間去執行更復雜的科學任務。

　　Kirobo

　　2013年，Kirobo被帶到國際空間站并與日本宇航員KoichiWakata聊天，如太空風景、日本基博實驗艙外的機械臂等。

　　Kirobo是由豐田汽車開發的一種小型機器人，旨在解決日本越來越嚴重的老年人孤獨感問題。它能夠感知人類的情緒，并基于人類語言展開對話。豐田最近發布了僅手掌大小的新一代迷你版Kirobo。它可在三小時內充滿電，并連續通話2.5小時，同時通過觀察對方的臉和聲音來揣測心情。

　　基博機械臂

　　基博機械臂是日本基博實驗艙的組成部分。2008年該實驗艙的組塊被分批運往國際空間站并就地組裝。基博機械臂長10米，可在主臂的末端控制器上附接可執行精細任務的小機械臂。

　　基博機械臂的主要任務是協助國際空間站發射衛星，例如，用于同時釋放幾顆CubeSat迷你衛星。這些CubeSat衛星可用于通信或地球觀測等用途。

　　Lunar Quattro

　　Lunar Quattro是奧迪與德國技術公司Part-Time Scientists一同研發的一款月球車，它配備了Quattro全輪驅動系統，這臺小小的機器人是使用鈦合金與鋁合金3D打印而成的。

　　據介紹，Lunar Quattro已經受了“崎嶇的地形中”的測試。它配備了多枚攝像頭和太陽能板。預計，它將在明年升空。在到達月球之后，Quattro將完全由地球上的控制中心進行控制，可在月球表面移動500米左右，并把拍攝到的圖片傳回地球。

　　Dextre

　　加拿大太空局表示，Dextre是一名“機器人勤雜工”，負責在國際空間站外工作。2008年它開始服役，至今仍在運行，執行著科學實驗、復雜維修等工作。

　　宇航員最危險的任務之一是更換空間站上的氨泵。Dextre可提前把某些較重的備件搬運到位以降低宇航員的操作風險。例如，2015年，Dextre把失靈的氨泵移除后，把備件移動到需安裝的位置上，這樣宇航員就可以更輕松地更換備件。

　　“大型空間機械臂”和“地外天地采樣機械臂”

　　中國航天科技集團公司空間技術研究院研制了“大型空間機械臂”和“地外天地采樣機械臂”。大型空間機械臂是目前我國智能程度最高、規模最大、技術難度最高、系統最復雜的空間智能機器人系統，具有長壽命、高可靠的特點。該機械臂臂展超過10米，具有自主爬行及擴展能力，靈活性高，可達范圍廣等特點，能夠同時實現大范圍大負載操作以及局部精細化操作。

　　此外，“地外天地采樣機械臂”的采樣范圍大，整臂末端操作精度高，樣品獲取能力強，并具有很強的著陸姿態適應性，確保采樣的精度和范圍，可以利用攜帶的工具，通過鏟、挖等多種方式獲取地外天體表層樣品。

　　MRPTA

　　MRPTA是深圳安澤智能工程有限公司為加拿大太空署定制研發并擁有全套自主知識產權的太空車，主要應用于火星和月球等地外星球實地探測中的勘測、取樣等工作。采用自主導航系統和視覺模塊，MRPTA不僅可以自主的偵測并繞開障礙物，進行路徑規劃以及生成區域地圖，還可以提供包括距離、深度、光學里程計算數據和點云數據的三維視覺信息。

　　通過栓鏈輔助模式， MRPTA可以在大于65°斜坡上向上或向下運動，并能夠翻越30厘米（11.8英寸）高的障礙物。

　　Astrobee

　　Astrobee是一個邊長為32厘米的立方體。每個角和大部分邊上都覆蓋了一層柔性保險杠材料，從中嵌入了推進系統。機器人的中心部分包含豐富的傳感器、控制系統、觸控屏幕，以及為后續增加硬件而預留的有效載荷托架，其中包括一個手臂用于抓取國際空間站的扶手。

　　美國宇航局表示，Astrobee在國際空間站上運行可以通過地面進行遠程遙控，同樣也可以讓它完全自主操作。通過可以兼容各種定制硬件的模塊化托架，這款機器人能夠執行各種任務的，在某些情況下甚至能夠從人類宇航員手中接過繁瑣又無聊的“家務”作業。美國宇航局預計2018年9月之前將Astrobee送上軌道。

　　PUFFER

　　日前，來自 NASA 的研究人員研發出了一種被命名為 PUFFER的體積袖珍但卻十分靈活的折紙式探索機器人，小到可以折成巴掌大的樣子，十分輕易的放入大型航天器中運載到外星球，以簡單、低成本的方式能在洞穴和熔巖管等狹小或環境惡劣的空間中來去自如并執行探索任務。

　　PUFFER 機器人原型整體重量只有12克，如一臺智能手機般大小，可以從3米高的地方墜落下來不損壞，并且能在 45°的斜坡上順利爬行。PUFFER 機器人目前原型已經出爐，將在 2017 年進行測試，如果一切計劃順利，預計會在 2020 年被派往火星進行探測之旅。